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Videorecorder mit Schrägspuraufzeichnung
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Bei Videorecordern erfolgt die-Aufzeichnung des Videosignals in Form
eines frequenzmodulierten Trägers im allgemeinen derart, daß jeweils das Videosignal
eines Halbbildes entlang einer Spur aufgezeichnet wird, die unter einem bestimmten
Winkel schräg zur Kante des Magnetbandes verläuft. Der Winkel beträgt vorzugsweise
60. Diese Art der Aufzeichnung erfolgt mit einer sogenannten Kopftrommel mit ein
oder zwei Videoköpfen, die von dem Magnetband umschlungen wird. Das Tonsignal wird
dabei außerhalb der rotierenden Kopftrommel mit einem feststehenden Kopf auf einer
zur Bandkante parallelen Längs spur aufgezeichnet.
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Bei der Wiedergabe muß dafür gesorgt werden, daß der Abtastkopf genau
den aufgezeichneten Schrägspuren folgt und die Abtastung einer Schrägspur innerhalb
der vorgeschriebenen Zeit von z.B. der Dauer eines Halbbildes durchführt. Bei der
Wiedergabe ist es daher erforderlich, die Lage der einzelnen Schrägspuren auf dem
Band wieder zu erkennen, um die richtige Abtastbewegung des Videokopfes entlang
dieser Schrägspuren
in der vorgeschriebenen Zeit zu steuern.
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Zu diesem Zweck ist es bekannt, parallel zur Bandkante außer der genannten
Tonspur mit einem weiteren feststehenden Kopf noch eine sogenannte Synchronspur
aufzuzeichnen. Diese enthält z.B. zu Beginn jeder zweiten Schrägspur, also zu Beginn
jeden Bildes, einen Impuls, der den Anfang jeder zweiten Schrägspur und damit jedes
aufgezeichneten Bildes markiert.
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Diese Impulse werden mit einem feststehenden Synchronkopf an einer
Stelle abgetastet, wo das Band eine reine Längsbewegung ausführt. Die dadurch gewonnenen
Impulse dienen dann in einer sogenannten Servosteuerschaltung zur Steuerung der
Geschwindigkeit der Kopftrommel.
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Durch die genannte Synchronspur wird neben der Tonspur auf dem Magnetband
zusätzlicher Platz benötigt. Dieser Platzbedarf ist auch nicht unerheblich, da die
Breite einer solchen Synchronspur bei einem Magnetband mit einer Breite von 1/2"
etwa 1 mm beträgt. Diese Fläche der Synchronspur steht somit wie die Fläche wider
Tonspur für die Aufzeichnung des Videosignals nicht zur Verfügung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Videorecorder zu schaffen,
der ohne die genannte Synchronspur auskommt.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Durch den durch die Erfindung erreichten Fortfall der bisher -benötigten
Synchronspur kann somit der Bandbedarf verringert werden. Bei gleicher Bandfläche
kann dadurch eine Spielzeitverlängerung um ca. 8 % erreicht werden. Bei unveränderter
Anordnung der Schrägspuren auf dem Band könnten die Länge einer Schrägspur und damit
die Aufzeichnungsqualität erhöht
werden. Ein besonderer Vorteil
ergibt sich, wenn gemäß einer älteren Anmeldung P 31 10 142 auch die genannte Tonspur
parallel zur Bandkante eingespart wird. Dann kann das gesamte Magnetband ausschließlich
für die Aufzeichnung des Videosignals auf den Schrägspuren ausgenutzt werden. Für
die Aufzeichnung und die Abtastung aller aufgezeichneten Signale sind dann nur noch
Videoköpfe erforderlich. Die gesamte Spielzeitverlängerung beträgt dann 16 %.
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Die Erfindung beruht auf folgender Erkenntnis. Bei neuzeitigen Videorecordern,
z.B. nach dem VHS-System, beträgt die Band-Längsgeschwindigkeit nur noch etwa 2
cm/s und die Relativgeschwindigkeit der Videoköpfe zum Band ca. 5 m/s. Dadurch ist
es möglich, auch bei Stillstand des Bandtransportes in seiner Längsrichtung mit
den Videoköpfen der rotierenden Kopftrommel noch immer mit einer Geschwindigkeit
von fast 5 m/s abzutasten und auch bei falscher Spurlage ein HF-Signal zu gewinnen.
Auch bei gestörtem Videosignal können dann aus dem abgetasteten Signal Vertikalsynchronimpulse
abgetrennt und als Synchronsignale.für die Kopfradregelung verwendet werden. Die
innerhalb des Videosignals auf den Schrägspuren aufgezeichneten Vertikalsynchronimpulse
ersetzen also die bisher auf der Synchronspur parallel zur Bandkante aufgezeichneten
Synchronsignale. Die von den Schrägspuren abgetasteten Vertikalsynchronimpulse werden
für die Ausnutzung zur Kopfradregelung vorzugsweise in einer Impulsformerstufe aufbereitet.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläuert.
Darin zeigen Figur 1 ein Ausführungsbeispiel für die Ausnutzung des von Halbbild
zu Halbbild unterschiedlichen Aufbaus des Vertikalsynchrongemisches gemäß der ersten
Alternative, Figur 2,3 Kurven zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach
Figur 1,
Figur 4 die Ausnutzung des unterschiedlichen Azimutwinkels
gemäß der zweiten Alternative, Figur 5,6 Kurven zur Erläuterung der Wirkungsweise
der Aus nutzung der Azimutwinkel gemäß Figur 4 und Figur 7 ein Schaltungsbeispiel
für die Alternative gemäß Figur 4.
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In Figur 1 trägt die rotierende Kopftrommel 1 die beiden um 1800 versetzten
Videoköpfe 2,3, die abwechselnd die beiden Halbbilder auf Schrägspuren des Magnetbandes
4 aufzeichnen.
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Das Kopfrad 1 rotiert dabei in Richtung 5 und wird von dem Magnetband
4 um einen Winkel von etwa 2500 umschlungen. Das Kopfrad 1 enthält zwei Permanentmagnete
6,7, die in dem Kopf 8 bei der Rotation Kopfradimpulse 9 mit von Halbbild zu Halbbild
wechselnder Polarität, also einer Wiederholungsfrequenz von 25 Hz, erzeugen. Die
Impulse 9 dienen als Kriterium für die jeweilige Stellung und Geschwindigkeit der
Kopftrommel 1.
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Die von den Videoköpfen 2,3 abgetasteten Signale in Form eines frequenzmodulierten
Trägers werden der Schaltung 10 zugeführt, die im wesentlichen einen FM-Demodulator
und gegebenenfalls einen Umschalter zwischen den beiden Knöpfen.2,3 enthält und
an ihrernAusgang das Videosignal liefert. Dieses wird über die Leitung 11 der weiteren
Signalverarbeitung für die Bildwiedergabe zugeführt. Das Videosignal gelangt außerdem
an die Synchronsignal-Abtrennstufe 12, die an ihrem Ausgang das Synchrongemisch
S liefert.
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Anhand der Figuren 2,3 wird zusammen mit Figur 1 die Auswerdung des
Synchrongemisches S für die Kopfrad-Regelung beschrieben. Figur 2a,b,c zeigt das
Synchrongemisch S am Ausgang der Stufe 12 für drei aufeinanderfolgende Halbbilder
Nr. 1,2,3. Das Synchrongemisch S enthält jeweils vordere Ausgleichsimpulse 13, Vertikalsynchronimpulse
14, hintere Ausgleichsimpulse 15 und Zeilensynchronimpulse 16. In der
Stufe
17 wird aus dem Vertikalsynchronimpuls 14 ein Tastimpuls 18 gemäß Figur 2d erzeugt,
der das Tor 19 durchlässig steuert. Während der Dauer des Tastimpulses 18 enthält
das Halbbild Nr. 1 einen Zeilensynchronimpuls 16, der somit am Ausgang der Stufe
19 als Synchronimpuls 20 gemäß Figur 2e erscheint. Im Halbbild Nr. 2 enthält das
Synchrongemisch S während der Dauer des Tastimpulses 18 keinen Zeilensynchronimpuls
16, so daß in diesem Halbbild am Ausgang der Stufe 12 und damit auch am Ausgang
der Stufe 19 gemäß Figur 2f kein Impuls erscheint. Während des Halbbildes Nr. 3
erscheint am Ausgang der Stufe 19 gemäß Figur 2g wieder ein Impuls 20.
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Die Impulse 20 am Ausgang der Stufe 19 haben somit eine Wiederholungsfrequenz
von 25 Hz und entsprechen somit den Synchronimpulsen, die bisher von der getrennten
Synchronspur parallel zur Bandkante abgetastet- wurden. Die Impulse 20 werden in
dem Impulsformer 21 in die für die Kopfrad-Regelung notwendige Form gebracht und
dann der Phasenvergleichsstufe 22 zugeführt. Diese enthält andererseits über die
Leitung 23 die Kopfradimpulse 9. Durch Phasenvergleich der aufbereiteten Impulse
20 und der Kopfradimpulse 9 wird am Ausgang der Phasenvergleichsstufe 22 eine Regelspannung
UR gewonnen.
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Diese regelt über den Verstärker 24 den Motor 25 für den Antrieb des
Kopfrades 1 so, daß die Videoköpfe 2,3 bei der Abtastung immer genau den Schrägspuren
auf dem Magnetband 4 folgen. Während also die Kopfradimpulse 9 in bekannter Weise
aus der Rotation des Kopfrades 1 abgeleitet werden, werden die die Schrägspuren
markierenden Synchronimpulse nicht mehr von einer getrennten Synchronspur abgeleitet,
sondern aus dem aufgezeichneten Videosignal selbst durch Ausnutzung des Synchronimpulsgemisches.
Eine Schaltung der beschriebenen Art zur Erkennung der ungeradzahligen oder geradzahligen
Halbbilder ist beschrieben in der DE-PS 15 37 473.
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Figur 3 zeigt noch einmal die Synchronimpulse 20 und die Kopfradimpulse
9 für aufeinanderfolgende Halbbilder Nr. t-3.
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Aus der Phasenverschiebung zwischen den Impulsen 20,9 wird die Regelspannung
UR gemäß Figur 1 gewonnen. Mit der Schaltung nach Figur 1 ist es auch möglich, zu
Beginn der ungeradzahli gen Halbbilder jeweils einen positiven Impuls 20 und während
der geradzahligen Halbbilder den gestrichelt dargestellten negativen Synchronimpuls
26 zu gewinnen. Zu diesem Zweck kann in einer weiteren Schaltung der Zeitraum während
des ersten Zeilensynchronimpulses 16 gemäß Figur 2b mit einem entsprechend zeitverschobenen
Tastimpuls 18 abgefragt werden.
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Dann entsteht jeweils während der geradzahligen Halbbilder am Ausgang
einer der Taststufe 19 entsprechenden weiteren Taststufe ein Impuls, aus dem der
Impuls 26 gemäß Figur 3 gewonnen werden kann.
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Figur 4 zeigt den Videokopf 2, der das Band 1 in Richtung 27 entlang
der Schrägspur 28 abtastet. Der Spalt des Kopfes 2 ist zur Querrichtung der Schrägspur
28 um einen Winkel von 60 geneigt. Der andere Videokopf 3 gemäß Figur 4b ist gegenüber
der Querrichtung der Schrägspur 28 entgegengesetzt zum Kopf um 60 geneigt. Durch
diesen sogenannten Azimutwinkel wird ein Übersprechen zwischen benachbarten Schrägspuren
28 verringert. Wenn nämlich der Kopf 2 mit der Neigung um +60 auf eine Schrägspur
28 gelangt, auf der die Aufzeichnung mit dem Kopf 3 mit einem Azimutwinkel von 60
erfolgt ist, wird praktisch kein Signal mehr von der Spur abgetastet, weil dazu
der Winkel zwischen der Kopfspaltrichtung und der Magnetisierungsrichtung zu groß
ist. Diese Tatsache wird gemäß der zweiten Alternative für die Kopfrad-Regelung
ausgenutzt.
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In Figur 5 ist angenommen, daß die Videoköpfe 2,3 genau die -richtigen
Längsspur'en 28 abtasten, d.h. die Winkel der Kopfspalte bei der Aùfzeichnung und
der Abtastung übereinstimmen, Die Annahme, daß dieser Zustand bei der Abtastung
ausreichend schnell eintritt, ist zulässig, weil bei neuen Videorecordern die Kopfradgeschwindigkeit
sehr schnell ihren richtigen Wert
erreicht. Durch Auswertung der
Vertikalsynchronsignale werden dann Synchronimpulse 30 zu Beginn jedes Halbbildes
erzeugt, während andererseits wie in Figur 1 das Kopfrad 1 die Kopfradimpulse 9
liefert. Die Impulse 30,9 werden wieder einer Phasenvergleichsstufe zugeführt, deren
Ausgangsspannung die Kopfrad-Regelung bewirken kann. Bei einer Phasenverschiebung
zwischen den Impulsen 30,9 entsteht die Regelspannung UR, die zur Regelung der Kopfradgeschwindigkeit
dient. Die zeitliche Zuordnung zwischen den Impulsen 30,9 gemäß Figur 5 wird dann
ständig eingehalten. Es ist ersichtlich, daß die Impulse 30 zu Beginn jedes Halbbildes
gleich sind, so daß in hier den Impulsen 30 kein Kriterium für ungeradzahlige und
geradzahlige Halbbilder vorhanden ist. Es wäre daher denkbar, daß sich die Impulsfolge
30 gegenüber der Impulsfolge 9 um ein Halbbild verschiebt, so daß die Kopf/Spur-Zuordnung
falsch ist, ohne daß die Regelschaltung dieses merkt. Dieser Zustand kann jedoch
nicht eintreten, wie im folgenden anhand der Figur 6 erläutert wird.
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In Figur 6 ist angenommen, daß, wie oben beschrieben, die Kopf/Spur-Zuordnung
falsch ist, also z.B. der Kopf mit dem Azimutwinkel +60 eine mit dem Azimutwinkel
60 geschriebene Spur abtastet. Wenn dieser Zustand vorliegt, liefern beide Videoköpfe
2,3 aus den oben beschriebenen Gründen praktisch kein Signal mehr. Die Impulse 30
gemäß Figur 5 sind dann nicht mehr vorhanden, wie durch die sehr kleinen Impulse
30' angedeutet ist. Die Phasenvergleichsstufe 22 in Figur 1 liefert dann auch keine
Regelspannung mehr. Wenn die Geschwindigkeit des Kopfrades nicht mehr geregelt ist,
wird sich durch unvermeidbare AbWeichungen nach einer sehr#kurzen Zeit die Zuordnung
der Köpfe 2,3 zu den Schrägspuren 28 ändern, bis schließlich wieder der Zustand
gemäß Figur 5 eintritt und Synchronimpulse 30 auftreten. Dann setzt wieder die Kopfrad-Regelung
ein und hält diese richtige Zuordnung aufrecht. Der unerwünschte falsche Zustand
gemäß Figur 6
kann also nur kurzzeitig auftreten.
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Figur 7 zeigt in vereinfachter Darstellung die Kopfrad-Rege-.
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lung für die zweite Alternative gemäß Figur 4-6. Die Schaltung ist
eine vereinfachte Ausführungsform der Schaltung nach Figur 1, wobei die Stufen 17,19
in Figur 1 nicht mehr notwendig sind. An den beiden Eingängen der Phasenvergleichsstufe
22 stehen die aus dem Vertikalsynchronsignal abgeleiteten und in dem Impulsformer
21 gelieferten Impulse 30 gemäß Figur 5 bei richtiger Abtastung und wirksamer Regelung
oder die als null zu betrachtenden Impulse 30' gemäß Figur 6 bei falscher Abtastung
einerseits und andererseits ständig die Kopfradimpulse 9 von dem Kopf 8. Von der
Phasenvergleichsstufe 22 erfolgt mittels der Regelspannung UR die Regelung der Geschwindigkeit
des Motors 25 wie in Figur 1, so lange der Zustand gemäß Figur 5 vorliegt.