DE2448719A1

DE2448719A1 - Verfahren und vorrichtung zum wiedergeben von aufgezeichneten signalfolgen hoher informationsdichte

Info

Publication number: DE2448719A1
Application number: DE19742448719
Authority: DE
Inventors: Peter Badenhop
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-10-12
Filing date: 1974-10-12
Publication date: 1976-04-15
Also published as: IT1043316B; JPS5164820A; FR2287745B3; DE2448719C3; DE2448719B2; GB1505917A; FR2287745A1

Description

Peter Badenhop, 28 Bremen 44, ScholenerstraBe ^lj'-l· und Manfred Ileminerling, 287 Delm^nhorst, Langenwisctistraße 100

Verfahren und Vorrichtung zum V/ieäergaben von aufgezeichneten Signalfolgen hoher Informationsdichte

Die Krfindung "betrifft ein Verfahren zum Wiedergeben von Signalfolgen hoher Dichte, wie Videosignalen oder dergleichen, bei dem auf einem Informationsträger aufgezeichnete, auf einandei folgende Jbinzelf.-ign8.le durch eine Abtasteinrichtung zeitlich nacheinander abgenommen und anschließend elektronisch weiterverarbeitet und ausgelesen v/erden.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Wiedergeben von Signalfolgen hoher Dichte, wie Videosignalen oder dergleichen, mit welcher auf einem Informationsträger aufgezeichnete, aufeinanderfolgende Sinaelsignale durch eine Abtasteinrichtung zeiGlich nacheinander abzunehmen und anschließend elektronisch weiterzuverarbeiten und aus-

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zulesen sind zur Durchführung des Verfahrens,

Bekanntlich kann die Aufzeichnung von Signalen mit hoher Informations.''!.!chte, z.B. von Videosignalfolgen, auf band-, platten- oder kartenförmigen Informationsträgern erfolgen. Zur Speicherung können dabei magnetische, mechanische oder optische Verfahren, oder aber auch eine Kombination derartiger Aufzeichnungsverfahren, verwendet werden. Die Wiedergabe der aufgezeichneten Signalfolgen erfolgt im allgemeinen analog zur Aufzeichnung und/oder unter Anwendung des einen oder anderen vorstehend angegebenen Grundverfahrens. Bei den bisher bekannten Verfahren and Vorrichtungen werden dabei die in zeitlicher Aufeinanderfolge aufgezeichneten Einzelsignale in der entsprechenden Reihenfolge, also einzeln nacheinander, abgetastet, wobei dieses physikalische Prinzip bei allen bisher bekannten magnetischen, optischen oder mechanischen Wiedergabesystenien, sei es bei der Verwendung von Magnetköpfen, Laserstrahlen oder Abtastnadeln, verwendet wird.

Di e Wiedergabe der so aufgezeichneten Signalfolgen hoher Informationsdichte erfordert bei den bekannten Verfahren, bei denen also die Einzelsignale nacheinander abgerufen werden, einen erheblichen technischen Aufwand. So ist es beispielsweise bei auf einem Magnetband mehrspurig aufgezeichneten Videosignalen erforderlich, zusätzlich zu der durch den Bandvorschub zwischen der Abtasteinrichtung und dem Informationsträger hervorgerufenen Relativbewegung die Abtasteinrichtung um eine parallel zur Bandebene und parallel zur Vorschubrichtung des Bandes liegende Achse sehr rasch rotieren zu lassen, um so eine hinreichend hohe Abtastgeschwindigkeit zwischen dem Informationsträger und der Abtasteinrichtung zu erreichen. Die hohe Abtastgeschwindigkeit ist erforderlich, weil die Abnahme der mehrspurig gespeicherten Videosignale entsprechend der zeitlichen Aufeinanderfolge der Aufzeichnung erfolgen muß, d.h. also, letztendlivh. entsprechend der Video-Zeilennorm.

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Prinzipiell haben also die bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Wiedergeben von aufgezeichneten Signalfolgen hoher Informationsdichte, wie Videosignalen o. dgl., den Nachteil, daß wegen des Erfordernisses, die gespeicherten Einzelsignale mit der Aufzeichnungsfrequenz einzeln abzunehmen und wieder auszulesen, ein hoher mechanischer und elektronischer Aufwand getrieben werden muß. Um die bei der Wiedergabe der beispielsweise auftretenden Zeitfehler hinreichend ausgleichen zu können, sind zusätzliche schnellwirkende Nachführ- und Steuertechniken erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche es ermöglichen, aufgezeichnete Signalfolgen von hoher Informationsdichte mit gegenüber den bekannten Verfahren und Vorrichtungen beträchtlich verringertem mechanischen und elektronischen Aufwand wiederzugeben, wobei insbesondere die bisher erforderlichen hohen Relativgeschwindigkeiten zwischen Informationsträger und Abtasteinrichtung vermieden werden sollen.

Erfindungsgemaß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß die aufgezeichneten Einzelsignale zu zeitlich aufeinanderfolgenden Gruppen zusammengefaßt und die einzelnen Signalgruppeη mit einer vorgebbaren Abtastfrequenz abgenommen-, zwischengespeichert und dann erst ic der der Aufzeichnung entsprechenden zeitlichen Aufeinanderfolge einzeln ausgelesen werden.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß zum Wiedergeben von auf einem mehrspurigen; mit Querspuren versehenen Informationsträger wie einem Band oder dergleichen, aufgezeichneten Signalfolgen jeweils gleichzeitig alle Einzelsignale einer Querspur als Gruppe abgenommen werden.

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Sine Vorrichtung zur Durchführung des obengenannten Verfahrens ist erfindungsgeinäß gekennzeichnet durch eine eine Einrichtung zum gruppenweisen Abnehmen der Einzelsignale und einen Zwischenspeicher sowie Einrichtungen zum DeiQOdulieren und Auslesen der Einzelsignale in der der zeiblichen Aufeinanderfolge der Aufzeichnung entsprechenden Reihenfolge aufweisende Abtasteinrichtung, \iobei eine Weiterbildung für Querspuren aufweisende Informationsträger gekennzeichnet ist durch eine sich im we- . sentlichen in Längsrichtung der Querspuren erstreckende Abtasteinrichtung.

Weitere bevorzugte Ausführungsfcrmen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Lehre der Erfindung, mit der die oben definierte Aufgabe auf überraschend einfache V/eise gelöst werden kann, besteht mit anderen Worten darin, die gespeicherten Signale nicht einzeln nacheinander mit der vorgegebenen Aufzeichnungsfrequenz, also in der zeitlichen Aufeinanderfolge der Aufzeichnung, abzunehmen, wie sie schließlich für die End-Wiedergabe erforderlich ist, sondern die gespeicherten EinzelSignale zunächst gruppenweise zusammenzufassen und diese Gruppen mit einer frei wählbaren Frequenz jeweils gleichzeitig abzunehmen und auf einen Zwischenspeicher zu geben. Erst vom Zwischenspeicher aus erfolgt dann mit der erforderlichen, der zeitlichen Aufeinanderfolge der Aufzeichnung, entsprechenden Frequenz das Auslesen und Demodulieren der Einzelsignale, wodurch sich bei den bekannten Vorrichtungen die erforderliche hohe Relativgeschwindigkeit zwischen dem Informationsträger und der Abtasteinrichtung um mehrere Größenordnungen verringern läßt.

Handelt es sich bei den aufgezeichneten Videosignalen zum Beispiel um nach der Pulsamplitudenmodulation auf einem ' Bandträger gespeicherte Signalirformationen in Form von

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Querspuren, so wird das Band "bei der Wiedergabe mit einer Geschwindigkeit von nur wenigen Zentimetern pro Sekunde an einer feststehenden Abtast- und Zwischenspeicnereinrichtuiig vorbeigeführt, wobei beispielsweise mehrere hundert Einzelinformationen einer Querzeile gleichzeitig übertragen- v/erden können. Die Übertragung der in den Querzeilen enthaltenen Informationen kann dabei beispielsweise optisch, magnetisch, statisch oder auch unter Anwendung mehrerer derartiger Verfahren erfolgen.

Die gruppenweise gleichzeitig übertragenen Einzelsignale, die auf den Zwischenspeicher übertragen worden ^ind, werden anschließend einzeln entsprechend dem ursprünglichen Aufzeichnungsverlauf elektronisch aus dem Speicher ausgelesen, so daß die bei der Aufzeichnung vorgegebene Reihenfolge der Signalinformationen wieder verfügbar ist. Die bei der Wiedergabe auftretenden Zeitfehler werden dabei durch die elektronisch steuerbare Auslesefrequenz des Speichers hinreichend klein gehalten.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Abtasteinrichtung feststehend ausgebildet, wobei in Ausgestaltung einer solchen Vorrichtung bei der optischen übertragung für die Signalzwischenspeicherung beispielsweise ladungsgekoppelte Elemente (CCD) oder dergleichen benutzt werden können, deren Ladungskapazität es erlaubt, einige hundert Einzelinformationen zu speichern und durch externe Ansteuerung beliebig schnell nacheinander wieder abzugeben. Bei der Wiedergabe derart gespeicherter Signale, beispielsweise von Videosignalen, werden vorzugsweise mindestens zwei der genannten Zwischenspeicher verwendet, damit eine unterbrechungslose Wiedergabe der Signalfolgen ermöglicht wird. Während der Dauer der gleichzeitigen Übertragung der gruppenweisen Signalinformationen auf den einen Zwischenspeicher können die auf den anderen Zwischenspeicher vorher übertragenen Einzelsignale aus diesem elek-

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tronisch, in der richtigen Reihenfolge ausgelesen werden.

Die erfindungsgemäß erzielten Vorteile "bestehen insbesondere darin, daß die durch die vorzugsweise feststehende Abtast- und Speichereinrichtung aufgezeichneten Signalfolgen hoher Dichte annähern trägheitslos nacheinander abgenommen werden können, wodurch die Geschwindigkeit zwischen dem Informationsträger und der Abtasteinrichtung erheblich vermindert wird. Hierdurch werden die bisher erforderlichen aufwendigen mechanischen und elektronischen Nachführ- und Regeltechniken erheblich vereinfacht. Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich beispielsweise Fernsehinformationen hoher Dichte auf bandförmigen Trägern mit einfachen Wieöergabegerafcen in hoher Qualität wiedergeben. Bei der erfindungsgemäßen Anwendung der optisch-elektronischen Zwischenspeicherung kann das Trägermaterial beispielsweise eine relativ preisgünstig herstellbare metallbedampfte Folie sein, so daß es möglich ist, analog der bekannten Tonbandkassette eine etwa gleich große, dieselbe Spieldauer aufweisende Bildkassette zu entwickeln„

V/eitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich nicht nur, wie bereits ausgeführt, aus den Ansprüchen,sondern darüber hinaus aus der nachfolgenden Beschreibung, in der zwei. Ausführungsbeispiele anhand der schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 in Diagrammdarstellung sowie in teilweise perspektivischer Ansicht ein erstes AuGführungsbeispiel einer Vorrichtung;

Fig. 2 einen Informationsträger, wie er bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung abgetastet wird;

Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel der

Erfindung in der Draufsicht, teilweise .geschnitten; und

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Pig. 4- das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel in schematischer, perspektivischer Darstellung.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel "beleuchtet eine Lichtquelle 1 über eine erste Linse eines Linsensystems 2 einen bandförmigen, aus einem geschwärzten, Örblich lichtdurchlässigen Film bestehenden Informationsträger 3> der z. B. auch als »metallbedampfte Folie mit lichtdurchlässigen Feldern ausgebildet sein könnte. Der anhand von Fig. 2 weiter unten noch näher erläuterte Informationsträger 3 wird mit einem schmalen, bandförmigen Lichtstrahl abgetastet, der die gesamte Breite des Informationsträgers 3 überstreicht, wobei, wie ebenfalls ersichtlich, der Lichtstrahl nach dem Durchsetzen des Informationsträgers 3 - cLessen Vorschubrichtung ist durch den Pfeil angezeigt - mittels der zweiten Linse des Linsensystems 2 gebündelt und auf einen quer zur Vorschubrichtung des Bandes 3 angeordneten Linearraster aufgegeben wird, der aus CCD-Elementen 4 besteht. Den CCD-Elementen 4- sind schematisch angezeigte Einrichtungen 5 zur Signalaufbereitung nachgeschaltet, auf die schließlich ein Demodulator 6 folgt. Die Vorschubgeschwindigkeit des Informationsträgers 3 sowie die Frequenz der Abtastung des Informationsträgers 3 und. der Auslesung der abgenommenen Signale aus den CCD-Elementen (Zwischenspeicher) 4 sind über einen Zeitgeber 7» "beispielsweise einen Clock-Impulsgensratur, synchronisierbar. Der Antrieb des Informationsträgers 3 erfolgt über den in der gezeigten Weise synchronisierbaren Motor M. Der Antrieb des Informationsträgers 3 erfolgt über den in der gezeigten Weise synchronisierbaren Motor M, wobei der Clock-Impuls eine Bezugsgröße darstellt und eine zusätzliche, mittels einer Fotozelle 8 abgetastete und im Demodulator 9 demodulierte Spur des Informationsträgers 3 für einen Soll-Istwert-Vergleich.eine weitere Bezugsgröße ergibt, die für eine Regelung über eine Nachsteuereinrichtung 10 der Vorschubgeschwin-

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digkeit zu benutzen ist.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus dem in Fig. 1 verwendeten Informationsträger 3? bei-dem also in mehreren nebeneinander angeordneten Spuren jeweils querzeilenartig pulsamplitudenmodulierte Einzelsignale aufgezeichnet sind. Die Einzelsignale werden jeweils innerhalb einer gesamten Querzeile gleichzeitig durch den Linearraster 4 erfaßt, während die oben in Fig. 2 angezeigte Spur eine frequenzmodulierte Tonspur ist, die nach der Demodulation gleichzeitig als . Bezugsgröße d.er Nachsteuereinrichtung 10 für die genannte Regelung der Vorschubgeschwindigkeit dient.

Die gezeigte Vorrichtung arbeitet in der Veise, daß mittels der Abtasteinrichtung 4 jeweils eine gesamte Qμerspur - wie in Fig. 2 gezeigt, also dort eine vertikale Seile - mit auf dem Informationsträger 3 aufgezeichneten Einzelsignalen mit einer vorgebbaren Abtastfrequenz abgenommen und zwischengespeichert wird, wobei die Signale dann anschließend erst entsprechend der zeitlichen Aufeinanderfolge der aufgezeichneten Einzelsignale in der richtigen zeitlichen Reihenfolge ausgelesen und in den Signalaufbereitungseinrichtungen 5 aufbereitet und über den Demodulator 6 z. B. zu Videosignalinformationen demoduliert werden.

Die erfindungsgemäße gleichzeitige Abtastung bzw. Abnahme gruppenweise, zusammengefaßter Einzelsignale, die dann erst nach Zwischenspeicherung mit der erforderlichen Auslesefrequenz ausgelesen und demoduliert werden, ist auch bei einer in Fig. 3 und 4 gezeigten anderen Ausführungsform der Erfindung möglich. Dabei dreht sich vor dem relativ langsam ablaufenden bandförmigen Informationsträger 13? der hier ein Magnetband, sein soll, eine Trommel 14 mit magnetisierbarer Beschichtung, deren Drehachse parallel zur Ebene sowie quer zur Vorschubrichtung des Informationsträgers 13 angeordnet ist. Die beim Kontakt der Magnet-

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trommel 14 mit dem Informationsträger 13 magnetisch auf die Trommel 14- querspurenweise übertragenen Signalgruppen werden über einen Analysator 15 mit der gewünschten Freqzenz ausgelesen und durch eine Fotoselle 16 demoduliert. Dabei wird von einem Laser 10 kommendes und mittels eines Generators 17 sowie einer Ablcnkungseinrichtung 12 kommendes, linear polarisiertes Licht, dessen Schwingungsebene infolge der Magnetisierung der Magnettrommel 14 entsprechend den abgenommenen Signalfolgen modulierend gedreht wird, über einen Umlenkspiegel 18 auf die Fotozelle 16 übertragen und abgetastet.

Abschließend ist zu beachten, daß der eigentliche Erfindungsgedanke insbesondere.darin besteht, gespeicherte Signalfolgen hoher Informationsdichte in der Weise wiederzugeben, daß die bei der Aufzeichnung in der vorgegebenen Reihenfolge gespeicherten Signale bei der Wiedergabe gruppenweise gleichzeitig auf einen Zwischenspeicher gelangen, von dem sie dann elektronisch in der ursprünglichen Reihenfolge wieder ausgelesen werden. Die Abtast- und Zwischenspeichereinrichtung gestattet es, mit verhältnismäßig geringer Relativgeschwindigkeit zwischen dem Informationsträger und der Abtasteinrichtung eine Wiedergabe der ursprünglichen Signalindormationen in der richtigen zeitlichen Einzelreihenfolge zu erhalten. Die Abtast- und Zwischenspeichereinrichtung wird dazu benutzt, die erforderliche hohe Abtastgeschwindigkeit, die bei den bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen üblich war, dadurch zu ersetzen, daß die der Abtasteinrichtung zunächst gruppenweise gleichzeitig zugeführten Einzelsignale elektronisch trägheitslos aus den mindestens zwei vorhandenen Speichern ausgelesen werden. Die bei der Wiedergabe zwangsläufig auftretenden Zeitfehler werden durch die erfindungsgemäße Anwendung einer Zwischen spei cher-einrichtung mit anschließender, gegenüber der Abnahmefrequenz vom Informationsträger beliebig veränderbarer Auslesefrequenz hinreichend ausgeglichen.

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Die Abtastung kann natürlich nicht nur, wie gezeigt, durch laserähnliches Licht, sondern auch durch normales Glühlicht, monochromatisches Licht oder aber auch auf magnetischem oder elektrostatischem Wege unter sinngemäßer Anwendung des Erfindungsgedankens erfolgen.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung und in den nachfolgenden Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Korn- ■ binationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Wiedergeben von. Signalfolgen hoher Dichte, wie Videosignalen, bei dem auf einem Informationsträger aufgezeichnete, aufeinanderfolgende Einzelsignale durch eine Abtasteinrichtung zeitlich nacheinander abgenommen und anschließend elektronisch weiterverarbeitet und ausgelesen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgezeichneten Einzelsignale zu zeitlich aufeinanderfolgenden Gruppen zusammengefaßt und die einzelnen Signalgruppen mit einer vorgebbaren Abtastf::equenz abgenommen, zwischengespeichert und dann in der der Aufzeichnung entsprechenden zeitlichen Aufeinanderfolge einzeln ausgelesen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Wiedergeben von auf einem mehrspurigen, mit Querspuren versehenen Informationsträger wie einem Band oder dergleichen, aufgezeichneten Signalfolgen jeweils gleichzeitig alle Einzelsignale einer Querspur als Gruppe abgenommen werden.

3» Vorrichtung zum Wiedergeben von Signalfolgen hoher Dichte, wie Videosignalen oder dergleichen, mit welcher auf einem Informationsträger aufgezeichnete, aufeinanderfolgende Einzelsignale durch eine Abtasteinrichtung zeitlich, nacheinander abzunehmen und anschließend elektronisch weiterzuverarbeiten und auszulesen sind zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine eine Einrichtung zum gruppenweisen Abnehmen der Einzelsignale und einen Zwischenspeicher (4-; 14) sowie Einrichtungen ·

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(5, 6) zum Demodulieren und Auslesen der Einzelsignale in der der zeitlichen Aufeinanderfolge der Aufzeichnung entsprechenden Reihenfolge aufweisende Abtasteinrichtung.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 für einen Querspuren aufweisenden Informationsträger zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine sich im wesentlichen in Längsrichtung der Querspuren erstreckende Abtasteinrichtung (4; 14).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine feststehende Abtasteinrichtung

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung einen Linearraster aufweist, der durch ladungsgekoppelte Elemente (CCD-Elemente) (4) gebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsträger (3) aus einem geschwärzten, örtlich lichtdurchlässigen Film besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsträger (3) aus einer metallbedampften Folie mit lichtdurchlässigen Feldern besteht,

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich net, daß der Informationsträger (3) mittels eines im wesentlichen bandförmigen Lichtstrahles abtastbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 4_T dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung rn.it Zwischenspeichern (14) aus einer sich um eine parallel zur Ebene und quer zur Vorschubrichtung des bandförmigen Informationsträgers (13) liegende Achse drehenden Abtasttrommel (14) besteht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsträger (13) ein Hagnetband und die ATdtasttrommel eine Trommel (14·) mit magnetischer Beschichtung ist. ■ .

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (14) mittels eines polarisierten Lichtstrahles abtasfbar ist.

1J. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 "bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung zwischen dem Informationsträger '3; 13) und der Abtasteinrichtung (4; 14) sowie die Abtast- und Auslesefrequenz mittels eines Zeitgebers (7) und einer auf dem Informationsträger (3; -13) zusätzlich zu den Signalfolgen hoher Dichte vorgesehenen Zeitsignalaufzeichnung synchronisierbar sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Zeitsignalaufzeichnung eine zusätzliche,frequenzmodulierte Tonspur des Informationsträgers (3; 13) verwendet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Verwendung der Mittenfrequenz der frequenzmodulierten Tonspur als Bezugsgröße zur Regelung einer Nachsteuereinrichtung (10) für den Vorschub des Informationsträgers (3; 13)·