DE69119846T2

DE69119846T2 - Videosignalaufzeichnungsgerät

Info

Publication number: DE69119846T2
Application number: DE69119846T
Authority: DE
Inventors: Etsurou Sakamoto
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-08-24
Filing date: 1991-08-23
Publication date: 1996-12-12
Anticipated expiration: 2011-08-24
Also published as: EP0472442A2; CA2049721A1; JPH04104690A; KR920005103A; EP0472442B1; CA2049721C; DE69119846D1; EP0472442A3

Description

Diese Erfindung betrifft ein Videosignalaufzeichnungsgerät. Ausführungsformen des Geräts können zur Aufzeichnung eines hochzeiligen Fernsehsignals (HDTV-Signal) zusammen mit einem Bursttaktsignal verwendet werden, wobei letzteres während einer nachfolgenden Wiedergabeoperation zur Wiedergewinnung des Videosignals benutzt wird, um Zeitbasisfluktuationen aus dem wiedergegebenen HDTV-Signal zu entfernen.
Videorekorder zur Aufzeichnung und Wiedergabe von HDTV-Signalen sind vorgeschlagen. Bei einem Vorschlag werden von der Chrominanzkomponente abgeleitete zeilensequentielle Chrominanzsignale im Zeitmultiplexformat mit einem Luminanzsignal gemultiplext, um ein zeitmultiplextes Signal (TDM-Signal) zu erzeugen, welches auf einem Aufzeichnungsmedium in mehreren Kanälen aufgezeichnet wird. Beispielsweise wird das TDM- Signal zum Einnehmen einer Dauer zeitbasisexpandiert, die etwa gleich zwei Horizontalzeilenintervallen ist, und dann wird das expandierte TDM-Signal zeitbasiskomprimiert, so daß es auf einer reduzierten Spurlänge aufgezeichnet werden kann. Der von dieser Kompression resultierende verbleibende Spurraum ist für die Aufzeichnung von pulskodemodulierten Audiosignalen (PCM-Audiosignale) verfügbar. Durch Aufteilen der Video- und PCM-Audiosignale auf mehrere Kanäle, beispielsweise zwei Kanäle, können bei jeder Überquerung des Aufzeichnungsmediums durch die Aufzeichnungskopfeinrichtung mehrere Spuren gleichzeitig aufgezeichnet werden. Ein diesbezüglicher Vorschlag zur Aufzeichnung von HDTV-Signalen ist der offengelegen japanischen Patentschrift JP-A-63 194494 zu entnehmen.
Bei der Wiedergabe aufgezeichneter HDTV-Signale werden Zeitbasisfluktuationen durch Zuführen dieser Signale zu Zeitbasiskorrekturschaltungen korrigiert, und danach werden die zeitbasiskorrigierten Signale zeitweilig in einem Vollbildspeicher gespeichert, von welchem sie in einen Zeilenspeicher zur Wiedergewinnung ausgelesen werden. Typischerweise werden die zeitbasiskorrigierten Signale in den Vollbildund Zeilenspeicher synchron mit einem Taktsignal gelesen, dessen Frequenz gleich derjenigen ist, die während der Aufzeichnungsoperation verwendet worden ist. Zu einem richtigen Synchronismus des Taktsignals während einer Wiedergabeoperation sorgt die Aufzeichnungsoperation für einen Burst des Taktsignals (als Bursttaktsignal bezeichnet), der in die multiplexten Video- und PCM-Audiosignale einzusetzen und mit diesen aufzuzeichnen ist. Folglich wird während der Wiedergabeoperation das Bursttaktsignal detektiert und durch die Zeitbasiskorrekturschaltungen zur Entfernung von Zeitbasisfluktuationen aus dem wiedergegebenen Videosignal und zum Synchronisieren des Taktes verwendet, der das Schreiben der wiedergegebenen Videosignale in den Vollbild- und Zeilenspeicher steuert.
Ein Beispiel einer Kombination eines Bursttaktsignals und eines TDM-Videosignals ist durch die schematischen Darstellungen der in Figur 1 gezeigten Wellenformen illustriert. Es ist zu erkennen, daß sukzessive Horizontalperioden des TDM- Videosignals durch ein Horizontalaustastintervall getrennt sind, welches ein nach negativ gehendes Synchronisierungssignal H enthält. Das Horizontalaustastintervall enthält auch einen Gleichsignalpegel, dem das Burstblocksignal B überlagert ist. Während der Wiedergabe wird das Bursttaktsignal von dem Horizontalaustastintervall getrennt und zur vorstehend erwähnten Zeitbasiskorrektur und die Speichereinschreiboperationen verwendet.
Es ist natürlich erwünscht, das Signal-Rausch-Verhältnis (S/N-Verhältnis) des Burstsignals zu erhöhen. Ein erhöhtes S/N-Verhältnis sollte jedoch nicht von einer gleichzeitigen Zunahme der Bandbreite des TDM-Videosignals begleitet sein. Vielmehr ist es vorteilhaft, das Intervall des TDM- Videosignals und die Dauer des Bursttaktsignals zu erhöhen, während die Periode des Horizontalaustastintervalls, soweit es möglich ist, reduziert wird. Dies bedeutet deshalb, daß die Impulsbreite des Horizontalsynchronisierungssignals und die Zahl der im Bursttaktsignal enthaltenen Zyklen begrenzt wird.
Obgleich eine Erhöhung der Amplitude des Bursttaktsignals das S/N-Verhältnis während einer Wiedergabeoperation möglicherweise verbessert, kann dies trotzdem von einem beträchtlichen Nachteil begleitet sein. Wenn beispielsweise das Signalwiedergabegerät einen Demodulator vom Impulszähltyp aufweist, erzeugt eine Erhöhung der Bursttaktsignalamplitude ein unerwünschtes Moire-Muster, welches seinerseits das Bursttaktsignal stört und die richtige Wiedergewinnung des Horizontalsynchronisierungssignals und die Wiedergabe des Taktsignals verhindert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Videosignalaufzeichnungsgerät bereitgestellt, bestehend aus:
einer Videosignalverarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung eines Videosignals in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Format zur Erzeugung eines einen Gleichsignalpegelteil aufweisenden verarbeitenden Videosignals zur Aufzeichnung, einer Bursttakterzeugungseinrichtung zur Erzeugung eines Bursttaktsignals einer Frequenz fb zur Verwendung bei einer Wiedergewinnung des Videosignals während einer nachfolgenden Wiedergabeoperation,
einer Addiereinrichtung zum Addieren des Bursttaktsignals zum Gleichsignalpegelteil des verarbeiteten Videosignals zur Erzeugung eines kombinierten Signals,
einer Frequenzmodulationseinrichtung zum Frequenzmodulieren des kombinierten Signals derart, daß der Gleichsignalpegel des verarbeiteten Videosignals durch eine modulierte Frequenz fa dargestellt ist, wobei
2fa- m fb- fb ≥ 0,15 fb für fa ≥ m fb/2
und
m fb-2fa-fb ≥ 0,15 fb für fa < m fb/2
gilt und m eine ganze Zahl ist, und
einer Aufzeichnungseinrichtung zum Aufzeichnen des frequenzmodulierten kombinierten Signals auf einem Aufzeichnungsmedium.
Ausführungsformen dieser Erfindung können so ein Signalaufzeichnungsgerät bereitstellen, bei welchem ein Bursttaktsignal mit einem frequenzmodulierten Videosignal zur Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium kombiniert wird, und bei einer nachfolgenden Wiedergabe ist eine stabile Wiedergewinnung des Bursttaktsignals möglich.
Es kann fb/fa ≤ 0,4 sein. Vorzugsweise weist das Bursttaktsignal eine Modulationsfigur im Bereich von 0,7 bis 1,4 auf.
Wenn das verarbeitete Videosignal ein zeitmultiplextes Signal ist (wobei die Luminanz- und Chrominanzkomponente des Videosignals zeitmultiplext sind), werden sukzessive Horizontalperioden des TDM-Videosignals durch ein Horizontalaustaustintervall bzw. eine Horizontalaustastlücke getrennt, dem das Bursttaktsignal hinzuaddiert wird. Bei einer Ausführungsform wird das Bursttaktsignal zum achromatischen Pegel bzw. Achromatikpegel des TDM-Videosignals addiert, und bei einer anderen Ausführungsform wird das Bursttaktsignal dem Horizontalsynchronisierungssignal überlagert das normalerweise im Horizontalaustastintervall enthalten ist.
Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und in denen:
Figur 1 eine schematische Darstellung von Videosignalwellenformen ist, in denen ein Bursttaktsignal mit einem verarbeiteten Videosignal aufgezeichnet ist,
Figur 2 eine schematische Darstellung von bevorzugten Videosignalwellenformen ist, wobei ein Bursttaktsignal mit einem verarbeiteten Videosignal aufgezeichnet ist,
Figur 3 ein Blockschaltbild einer Burst- und Synchronisierungssignal-Wiedergewinnungsvorrichtung ist, die zur Wiedergewinnung des Bursttaktsignals und des Horizontalsynchronisierungssignals, welche wie in Figur 2 gezeigt, aufgezeichnet sind, verwendet werden kann,
Figur 4 ein anderes Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Wiedergewinnung des aufgezeichneten Video- und Bursttaktsignals ist, die in Figur 2 gezeigt sind,
Figur 5 eine graphische Darstellung eines Spektrums eines Störsignals ist, das erzeugt werden kann, wenn ein Demodulator vom Impulszähltyp zur Wiedergewinnung des aufgezeichneten Videosignals verwendet wird,
Figur 6A und 6B ein Blockschaltbild einer Ausführungsform zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen enthalten, bei welcher die vorliegende Erfindung Anwendung findet,
Figuren 7A bis 7E zum Verständnis der Art und Weise dienen, in denen die Videosignale durch die in den Figuren 6A und 6B gezeigte Vorrichtung aufgezeichnet werden,
Figur 8 eine schematische Darstellung einer Aufzeichnung/Wiedergabe-Kopfeinrichtung ist, die mit der Vorrichtung nach den Figuren 6A und 6B verwendet ist, und
Figuren 9A und 9B schematische Darstellungen von acht aufeinanderfolgenden Spuren sind, in denen ein Vollbild aus HDTV-Signalen zusammen mit PCM- Audiosignalen durch die in den Figuren 6A und 6B gezeigte Ausführungsform aufgezeichnet sind.
Bezüglich der Figur 2 ist eine schematische Wellenformdarstellung des Austastintervalls dargestellt, welches zwei sukzessive Horizontalperioden eines verarbeiteten Videosignals trennt. In der hier beschriebenen Umgebung der Videosignalaufzeichnung ist das verarbeitete Videosignal ein zeitmultiplextes Videosignal (TDM-Videosignal), das unten detaillierter beschrieben wird. Im Vergleich mit der schematischen Wellenformdarstellung nach Figur 1 ist zu erkennen, daß die Horizontalaustastperiode nach Figur 2 schmaler und das Bursttaktsignal B dem Sync-Spitzenpegel des nach negativ gehenden Horizontalsynchronisierungssignals H überlagert ist. Außerdem ist die Dauer des Horizontalsynchronisierungssignals in der Figur 2 größer als in der Figur 1.
Obgleich das Horizontalaustastintervall nach Figur 2 bevorzugt wird, kann die vorliegende Erfindung bei dem in Figur 1 gezeigten breiteren Horizontalaustastintervall angewendet werden. In der Figur 1 ist das Bursttaktsignal dem Gleichsignalpegel überlagert, der mit dem Austastpegel korrespondiert. In der Figur 2 ist das Bursttaktsignal dem Gleichsignalpegel überlagert, der mit der horizontalen Sync-Spitze korrespondiert. Infolgedessen kann nach den Figuren 1 und 2 das Bursttaktsignal dem Achromatikpegel des TDM-Videosignals überlagert sein. Wenn das TDM-Videosignal, das Horizontalaustastintervall und das Horizontalsynchronisierungssignal zum Zwecke der Aufzeichnung frequenzmoduliert werden, geht die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach der Erkenntnis einer gewünschten Beziehung zwischen der Modulationsfrequenz fa, die den mit dem Bursttaktsignal überlagerten Gleisignalpegel repräsentiert, und der Bursttaktfrequenz fb vor. Unter der Annahme, daß m eine ganze Zahl ist, gilt
2fa- m fb- fb ≥ 0,15 fb für fa ≥ m fb/2, jedoch m fb- 2fa- fb ≥ 0,15 fb für fa ( m fb/2.
Typische Werte für fa und fb können z.B. fa = 18,5 MHz und fb = 4,995 MHz sein.
Wie vorstehend erwähnt, wird die Addition des Bursttaktsignals zu dem in Figur 2 gezeigten Horizontalaustastintervall bevorzugt, obgleich Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verbesserte Resultate auch dann ergeben, wenn das Bursttaktsignal zu dem Horizontalaustastintervall des in Figur 1 gezeigten Typs addiert wird. Bei der Konfiguration nach Figur 2 kann das Horizontalsynchronisierungssignal so ausreichend breit sein, daß es im wesentlichen die ganze Dauer des Austastintervalls einnimmt. Es ist zu erkennen, daß diese Breite die Wiedergewinnung des Horizontalsynchronisie rungssignals während eines Wiedergabemodus erleichtert. Zusätzlich wird bei der Konfiguration nach Figur 2, da das Bursttaktsignal dem breiten Horizontalsynchronisierungssignal überlagert ist, eine ausreichende Anzahl des Bursttaktes bereitgestellt, um die Extraktion des Bursttaktes durch eine relativ einfache und billige Einrichtung, beispielsweise ein relativ einfaches Bandpaßfilter zu erleichtern. Folglich resultiert die in Figur 2 gezeigte Konfiguration in einer genauen zuverlässigen und stabilen Separation bzw. Trennung während eines Rückspielmodus des Horizontalsynchronisierungssignals, und sie stellt zudem sicher, daß das Taktsignal genau von dem wiedergegebenen Bursttaktsignal wiedergewonnen wird.
Eine Ausführungsform zur Wiedergewinnung des Horizontalsynchronisierungssignals und des Bursttaktsignals aus den wiedergegebenen frequenzmodulierten TDM-Videosignalen ist in der Figur 3 dargestellt. Hier empfängt ein Eingangsanschluß 51 das von beispielsweise einem Aufzeichnungsmedium wiedergegebene Videosignal, nachdem dieses Videosignal frequenzdemoduliert worden ist. An den Eingangsanschluß 51 sind ein Bandpaßfilter 52 und ein Tiefpaßfilter 53 gekoppelt, und das Bandpaßfilter 52 läßt die Signalkomponente mit der Bursttaktfrequenz fb durch, während das Tiefpaßfilter 53 das Horizontal synchronisierungssignal extrahiert.
Alternativ dazu kann das Bandpaßfilter 52 durch ein Hochpaßfilter ersetzt werden. Auch kann das Tiefpaßfilter 52 durch eine Fangschaltung ersetzt werden. In jedem Fall können das Bursttaktsignal und das Horizontalsynchronisierungssignal leicht von dem wiedergegebenen, frequenzdemodulierten Videosignal getrennt werden. Das sepaprierte Bursttaktsignal wird einer Phasenverriegelungsschaltung (PLL) 54 zugeführt und das Synchronisierungssignal wird einem Sync-Separator zugeführt. Dies hat zur Folge, daß das Horizontalsynchronisierungssignal richtig getrennt bzw. separiert wird, und die Phasenverriegelungsschaltung spricht auf das getrennte bzw. separierte Bursttaktsignal an, um das Taktsignal zur Wiedergewinnung des wiedergegebenen Videosignals zu erzeugen.
Die Figur 4 stellt eine andere Schaltung zur Wiedergewinnung eines Taktsignals aus dem aufgezeichneten Taktburstsignal und zur Verwendung dieses Taktsignals zur Wiedergewinnung des von dem Aufzeichnungsmedium wiedergegebenen Videosignals dar. Einem Eingangsanschluß 61 wird das wiedergegebene frequenzdemodulierte Videosignal zugeführt, welches, wie oben beschrieben und in der Figur 2 gezeigt, das Horizontalsynchronisierungssignal und das diesem überlagerte Bursttaktsignal enthält. Ein Tiefpaßfilter 62 extrahiert die TDM-Komponente vom demodulierten Videosignal und koppelt die extrahierte TDM- Komponente an einen Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) 63. An den Eingangsanschluß 61 ist auch ein Bandpaßfilter 64 gekoppelt, welches das im wiedergegebenen Videosignal enthaltene Bursttaktsignal durchläßt. Alternativ dazu kann das Bursttaktsignal durch ein Hochpaßfilter durchgelassen werden. In jedem Fall wird das vom demodulierten Videosignal extrahierte Bursttaktsignal einer gesteuerten PLL 65 zugeführt.
Ein anderes Tiefpaßfilter 66, welches dem Tiefpaßfilter 53 nach Figur 3 ähnlich sein kann, ist an den Eingangsanschluß 61 gekoppelt und extrahiert das Horizontalsynchronisierungssignal aus dem demodulierten Videosignal. Alternativ dazu kann eine Fangschaltung zum Extrahieren des Horizontalsynchronisierungssignal verwendet werden. Dieses extrahierte Signal wird einem Synchronisierungsseparator 67 zugeführt, der seinerseits ein Horizontalsynchronisierungssignal erzeugt. Infolgedessen trennt die Kombination aus dem Bandpaßfilter 64, dem Tiefpaßfilter 66 und dem Synchronisierungsseparator 57 das Bursttaktsignal und Horizontalsynchronisierungssignal von dem wiedergegebenen demodulierten Videosignal.
Das getrennte Synchronisierungssignal wird an die gesteuerte PLL als Tor bzw. Steuersignal gegeben. Demgemäß wird die gesteuerte PLL 65 während des Intervalls, in welchem das Bursttaktsignal erwartet wird, freigegeben (was in der Figur 2 zu erkennen ist), und sie regeneriert daraus das Taktsignal. Dieses Taktsignal wird einem A/D-Wandler 63 zum Digitalisieren der durch das Tiefpaßfilter 62 extrahierten TDM- Signalkomponente zugeführt. Die digitalisierte TDM-Komponente wird dann von einem Ausgangsanschluß 68 an eine weitere Verarbeitungsschaltung gekoppelt, wodurch das ursprüngliche Videosignal wiedergewonnen wird.
Bekanntermaßen wird weißes Rauschen durch einen Frequenzdemodulator in ein Rauschen umgewandelt, welches ein dreieckförmiges Spektrum zeigt. Demgemäß ist es vorteilhaft, wenn die Beziehung zwischen der Bursttaktfrequenz fb und der Modulationsfrequenz fa wie folgt begrenzt wird:
fb/fa < 0,4.
Wenn das vom Aufzeichnungsmedium wiedergegebene frequenzmodulierte Videosignal durch einen Demodulator vom Impulszähltyp demoduliert wird, kann ein Störsignal erzeugt werden. Die Figur 5 ist eine graphische Darstellung des Spektrums dieses Störsignals und dessen Beziehung zur Bursttaktfrequenz fb und dessen Modulationsfrequenz fa. Die Frequenz dieses Störsignals kann mit Fsp dargestellt werden, wobei Fsp = 2 fa- m fb gilt. Nach Figur 5 nimmt bei Zunahme von m die Amplitude des Störsignals ab.
Um das Burstsignal der Frequenz fb von dem in Figur 5 dargestellten Spektrum zu extrahieren, kann ein Bandpaßfilter mit einem Bandpaß fbw von etwa 0,3 fb verwendet werden. Die Figur 5 stellt das Paßband dieses Filters in gestrichelter Linie dar, und es ist zu erkennen, daß die vorstehend erwähnte Beschränkung auf seine Bandbreite in der Extraktion des Bursttaktsignals ohne Störung von Storsignalkomponenten resultiert. Eine Bandbreite fbw von etwa 0,3 fb ermöglicht die Implementierung eines relativ effizienten Bandpaßfilters zu vertretbaren Kosten.
Bei den vorstehenden Gleichungen, welche das Verhältnis zwischen der Bursttaktfrequenz fb und der Modulationsfrequenz fa darstellen, und in der Gleichung, welche das Störsignal Fsp darstellt, kann die ganze Zahl m typischerweise m = 5, 6, 7 oder 8 sein.
In Hinblick auf die vorstehend erwähnte Beziehung zwischen der Bursttaktfrequenz fb und der Modulationsfrequenz fa kann die Amplitude des Burstsignals derart erhöht sein, daß sein S/N-Verhältnis ohne Einbringung einer beträchtlichen Störung oder Verzerrung in das wiedergegebene Bursttaktsignal verbessert ist. Vorzugsweise ist die Modulationsfigur des Bursttaktsignals so gewählt, daß sie sich im Bereich von 0,7 bis 1,4 befindet. Diese Beschränkung der Modulationsfigur verbessert weiter das S/N-Verhältnis und trägt zu einer wei teren Reduzierung der Burstsignalstörung bei. Da außerdem und wie der Figur 2 zu entnehmen ist das Horizontalaustastintervall verschmälert werden kann (was leicht durch Vergleich der Figuren 2 und 1 zu erkennen ist), kann die Dauer des TDM- Videosignals erhöht werden. Folglich kann in der TDM- Signalperiode mehr Information enthalten sein.
Obgleich die durch die Wellenform nach Figur 2 dargestellte Signalkonfiguration bevorzugt wird, kann die Erfindung bei der durch die Wellenform nach Figur 1 dargestellten Konfiguration angewendet werden. In jedem Fall ist der Gleichsignalpegelteil des TDM-Videosignals, dem das Bursttaktsignal überlagert ist, der Achromatikpegel des TDM-Signals. In der Figur 1 ist dieser Gleichsignalpegel der übliche Austastpegel, und in der Figur 2 ist dieser Gleichsignalpegel der Sync- Spitzenpegels des Horizontalsynchronisierungssignals. Da der Gleichsignalpegel der Achromatikpegel ist, kann der Dynamikbereich der zum Aufzeichnen und Wiedergeben verwendeten D/A- Wandler effektivst genutzt werden.
In den Figuren 6A und 6B ist ein Blockschaltbild eines VTR dargestellt, der ein HDTV-Signal aufzeichnen und wiedergeben kann und der von dem oben oder in der veröffentlichten japanischen Patentschrift JP-A-63-194494 genannten generellen Typ sein kann. Wie dort beschrieben, und unten detaillierter erklärt wird, wird das Chrominanzsignal des HDTV-Eingangssignals in ein zeilensequentielles Chromasignal umgewandelt, welches zeitbasisexpandiert, zeitbasiskomprimiert und mit der HDTV-Luminanzkomponente gemultiplext wird, um ein TDM-Signal zu erzeugen, welches dann auf mehrere Kanäle zur Aufzeichnung durch eine Mehrkanal-Kopfeinrichtung aufgeteilt wird. Es sei zum Zweck der vorliegenden Beschreibung angenommen, daß das HDTV-Signal in seine einem Eingangsanschluß 1 zugeführte Luminanzkomponente Y und in eine rote und blaue Chrominanzkomponente CR bzw. CB separiert wird, die Eingangsanschlüssen 4r bzw. 4b zugeführt wird. Die Luminanzkomponente Y wird durch einen A/D-Wandler 2 mit einer durch ein Abtasttaktsignal der Frequenz fA bestimmten Rate digitalisiert Wie beschrieben wird, werden abwechselnde Zeilen des digitalisierten Luminanzsignals in die Zeilenspeicher 3A bzw. 3B geschrieben.
Die dem Eingangsanschluß 4r bzw. 4b zugeführte rote bzw. blaue Chrominanzkomponente liegen in Form eines roten bzw. blauen Farbdifferenzsignals R-Y bzw. B-Y vor. Diese Farbdifferenzchrominanzkomponenten werden durch A/D-Wandler 5r bzw. 5b mit einer durch einen Abtasttakt der Frequenz fg bestimmten Rate digitalisiert Die digitalisierten Farbdifferenzsi gnale werden dann in einen Zeilenspeicher 6r bzw. 6b geschrieben.
Ein in dem HDTV-Signal enthaltenes Synchronisierungssignal wird separat einem Eingangsanschluß 7 zur Kopplung an eine Steuerschaltung 8 zugeführt. Die Steuerschaltung 8 ist mit einem Referenztaktsignal der Frequenz fx versehen, das durch einen Kristalloszillator 9, der bekanntermaßen eine sehr stabile Frequenz aufweist, erzeugt. Zweck der Steuerschaltung 8 ist es, mehrere verschiedene Taktsignale zu erzeugen, die von der Referenztaktfrequenz fx abgeleitet und mit dem HDTV- Synchronisierungssignal synchronisiert werden. Diese verschiedenen Taktsignale werden zum Abtasten der Luminanz- und Chrominanzkomponente, zum Schreiben der digitalisierten Luminanz- und Chrominanzkomponente in die Zeilenspeicher, zum Zeitbasiskomprimieren der Luminanz- und Chrominanzkomponente und zum Zeitbasiskomprimieren eines digitalisierten Audiosignals verwendet, die alle unten beschrieben werden.
Die in dem Zeilenspeicher 3A gespeicherten digitalisierten Luminanzkomponenten werden aus diesem in Abhängigkeit von einem von der Steuerschaltung 8 erzeugten Lesetakt der Frequenz fc gelesen. Die in den Zeilenspeicher 6r geschriebene digitalisierte rote Farbdifferenzkomponente CR wird aus diesem Zeilenspeicher durch den Lesetakt fc gelesen und in einer Summierungsschaltung 10A mit der aus dem Zeilenspeicher 3A gelesenen Luminanzkomponente kombiniert. Ähnlich wird die in den Zeilenspeicher 3B gespeicherte Luminanzkomponente aus diesem durch den Lesetakt fc gelesen und in einer Summierungsschaltung 10B mit der aus dem Zeilenspeicher 6b gelesenen blauen Farbdifferenzkomponente CB kombiniert.
Die Summierungsschaltung 10A kombiniert ungerade Zeilenintervalle der Luminanzkomponente Y und ungerade Zeilenintervalle der roten Farbdifferenzkomponente CR, um das kombinierte Signal TDM zu erzeugen. Ähnlich kombiniert die Summierungsschaltung 10B die geraden Zeilenintervalle der aus dem Zeilenspeicher 3B gelesenen Luminanzkomponente und die geraden Zeilenintervalle der aus dem Zeilenspeicher 6b gelesenen blauen Farbdifferenzkomponente DC, um das Signal TDM zu erzeugen. Diese durch die Summierungsschaltung 10A und 10B erzeugten TDM-Signale werden in Abhängigkeit von dem Lesetakt fc in einen Vollbildspeicher 11 geschrieben.
Die in dem Vollbildspeicher 11 gespeicherten TDM-Signale abwechselnder Zeilenintervalle werden aus diesem mit einer Rate gelesen, die bei der vorliegenden Ausführungsform kleiner als die Speicherschreibrate ist. Folglich wirkt der Vollbildspeicher so, daß er die TDM-Signale zeitbasisexpandiert, und diese zeitbasisexpandierten Videosignale werden an Digitial/Analog-Wandler (D/A-Wandler) 12A und 12B mittels Addierschaltungen 40A bzw. 40B gekoppelt, welche zu den TDM- Signalen das von der Steuerschaltung 8 erzeugte Bursttaktsignal fb addieren, woraus die in Figur 2 gezeigten kombinierten Signale resultieren. Beispielsweise ist fb = fc/6. Die D/A-Wandler 12A und 12B bringen die TDM-Signale mit einer durch den von der Steuerschaltung 8 den D/A-Wandlern 12A und 12B zugeführten Takt fc bestimmten Rate in analoge Form zurück.
Die durch die D/A-Wandler 12A und 12B erzeugten und mit dem Bursttaktsignal kombinierten analogen TDM-Signale werden einer Hervorhebungs- und Frequenzmodulationsschaltung 14A bzw. 14B zugeführt, bei der die kombinierten Signale in FM-Signale zur Aufzeichnung umgewandelt werden. Die Addierer 40A und 40B kombinieren vorzugsweise das Bursttaktsignal und die TDM- Signale mit der in Figur 2 oder in Figur 1 gezeigten Zeitsteuerbeziehung, wobei das Bursttaktsignal dem Gleichsignalpegel des Horizontalaustastintervalls (wie in Figur 1 gezeigt) oder dem Horizontalsynchronisierungssignal (wie in Figur 2 gezeigt) überlagert wird.
Die FM-Videosignale aus den Modulatoren 14A und 14B werden an einen Addierer 13A bzw. 13B gekoppelt (Figur 6B), bei dem sie mit im gemultiplexten Format an sie addierten (zu beschreibenden) Informationssignalen kombiniert werden. Die resultierenden gemultiplexten Signale werden durch Aufzeichnungsverstärker 15A bzw. 15B über Aufzeichnungs-/Wiedergabeschalter 16A bzw. 16B jeweiligen Aufzeichnungsköpfen 17A bzw. 17B zugeführt, was in der Figur 6B deutlicher gezeigt ist. Die Aufzeichnungsköpfe 17A und 17B sind auf einer Aufzeichnungskopftrommel 70 befestigt, die sich zum Abtasten sukzessiver Schrägspuren auf einem Magnetband 18 dreht, das mit einem Wickeiwinkel von nicht mehr als 180º um die Kopftrommel 70 gewickelt ist.
Bei dem hier dargestellten Beispiel werden Audiomformationssignale, vorzugsweise puiskodemodulierte Audiosignale (PCM- Audiosignale) mit dem Video- und Bursttaktsignal gemultiplext. Wie deutlicher in der Figur 6B gezeigt, werden ein rechtes und linkes Stereoaudiosignal einer Audiosignal- Aufzeichnungs- und -Verarbeitungsschaltung 41 zugeführt, welche die digitalisierten Audiosignale in PCM-Signale kodiert und vorzugsweise die digitalisierten Signale entsprechend bekannter Fehlerkorrekturtechniken verarbeitet. Die resultierenden PCM-Audiosignale werden in einen (nicht gezeigten) Vollbildspeicher geschrieben und nachfolgend mit einer Ausleserate ausgelesen, die durch einen von der Steuerschaltung 8 erzeugten Lesetakt bestimmt ist. Der Vollbildspeicher dient zum Zeitbasiskomprimieren der PCM-Audiosignale und diese komprimierten Signale werden Addierschaltungen 13A und 13B zugeführt.
Einer Servoschaltung 19 (Figur 6B) wird ein Referenztaktsignal fD aus der Steuerschaltung 8 zum Steuern der Drehung der Köpfe 17A und 17B sowie der Transportgeschwindigkeit des Bandes 18 zugeführt. Demgemäß steuert die Servoschaltung 19 einen an die Kopftrommel 70 gekoppelten Kopfantriebsmotor 20 zum Drehen der Köpfe 17A und 17B. Die Servoschaltung 19 ist auch an einen Kapstanantriebsmotor 21 gekoppelt, der einen Kapstan 22 zum Transportieren des Bandes 18 antreibt.
Wenn aufgezeichnete HDTV-Signale vom Band 18 wiederzugeben sind, werden die darauf aufgezeichneten Signale durch die Köpfe 17A und 17B wiedergegeben und durch die Aufzeichnungs- /Wiedergabeschalter 16A und 16B der Servoschaltung 19 und auch den Wiedergabeverstärkern 23A und 23B zugeführt. Die verstärkten FM-Signale werden Entzerrungs- und Frequenzdemodulationsschaltungen 24A und 24B sowie einer Audiosignal- Wiedergabe- und -Verarbeitungsschaltung 42 zugeführt, welche die PCM-Audiosignale wiedergewinnt und sie in ein analoges linkes und rechtes Audiosignal umwandelt. Von der Audiowiedergabe- und -Verarbeitungsschaltung wiedergegebene stereophone Audiosignale werden beispielsweise an Ausgangsanschlüsse 43R und 43L gegeben.
Entzerrte und frequenzmodulierte Signale aus den Entzerrungsund Frequenzdemodulationsschaltungen 24A und 24B werden Taktgeneratoren 27A und 27B, die von der in den Figuren 3 oder 4 gezeigten Art sein können, zugeführt, um das Taktsignal aus dem wiedergegebenen Bursttaktsignal wiederzugewinnen. Das wiedergewonnene Taktsignal wird A/D-Wandlern 25A und 25B sowie Zeitbasiskorrektoren 26A und 26B zum Korrigieren von Zeitbasisfluktuationen zugeführt, die im wiedergegebenen Signal vorhanden sein können.
Von den Zeitbasiskorrektoren 26A und 26B korrigierte TDM- Signale werden in einen Vollbildspeicher 28 geschrieben, von welchem die Signale gelesen und Zeilenspeichern 30A und 30B sowie Zeilenspeichern 34R und 34B zugeführt werden. Von den Zeilenspeichern 30A und 30B werden Luminanzsignale gelesen und einem Addierer 31 zugeführt, dessen Summensignal dann durch einen D/A-Wandler 32 einem Ausgangsanschluß 33 zugeführt und dabei das Luminanzsignal Y wiedergewonnen wird. Aus den Zeilenspeichern 34r und 34b werden Chrominanzsignale gelesen und Interpolationsschaltungen 35r und 35b zugeführt, die interpolierte Darstellungen derjenigen Zeilenintervalle von Chrominanzsignalen erzeugen, die nicht aufgezeichnet wurden. Infolgedessen werden sukzessive Zeilen von Chrominanzsignalen durch D/A-Wandler 36r und 36b an Ausgangsanschlüsse 37r und 37b gekoppelt, bei denen die Chromasignale CR und CB wiedergewonnen werden.
Beim Betrieb wird das dem A/D-Wandler 2 zugeführte Luminanzsignal Y abgetastet, um in der Figur 7A gezeigte digitalisierte Darstellungen sukzessiver Zeilenintervalle zu erzeugen. Bei einer Ausführungsform werden während jedes Zeilenintervalis 1320 Samples erzeugt und gemäß diesem Beispiel enthält das horizontale Austastintervall etwa 200 Samples.
Ähnlich wird die dem A/D-Wandler 5r zugeführte rote Farbdifferenzkomponente OR digitalisert, um in der Figur 7B gezeigte Darstellungen sukzessiver Zeilenintervalle des roten Farbdifferenzsignals zu erzeugen. Die Abtasttaktfrequenz fA der Luminanzkomponente beträgt annähernd das Vierfache der Chrominanzabtasttaktfrequenz fb, wobei die Chrominanzkomponente mit einer Rate abgetastet wird, die ausreicht, um während jedes Zeilenintervalls etwa 330 Samples zu erzeugen. Von diesen enthält das Horizontalaustastintervall etwa 50 Samples.
Auf ähnliche Weise wird die dem A/D-Wandler 5b zugeführte blaue Farbdifferenzkomponente CB in Abhängigkeit von der Chrominanzabtasttaktfrequenz fB digitalisiert, um in der Figur 7C gezeigte digitale Darstellungen sukzessiver Zeilenintervalle zu erzeugen.
Bei einer Ausführungsform ist die vom Kristalloszillator 9 erzeugte Referenztaktfrequenz fX ein Bruchteil der fundamentalen Taktfrequenz des HDTV-Signals, welch letztere gleich 74,25 MHz ist. Bei dieser Ausführungsform ist
fX = fA = (3/5)x 74,25 = 44,55 MHz = 1320 fH1.
wobei fH1 = 33,75 kHz die Horizontalzeilenfrequenz des HDTV- Signais ist.
Wie oben erwähnt gilt fB = fA/4 = 330 fH1.
Entsprechend dem vorstehenden und wie in den Figuren 7A bis 70 gezeigt ist die Luminanzkomponente durch 1320 Samples pro Zeilenintervall, die rote Farbdifferenzkomponente CR durch 330 Samples pro Zeilenintervall und die blaue Farbdifferenzkomponente CB ähnlich durch 330 Samples pro Zeilenintervalldargestellt. Die Luminanzkomponentensamples werden in die Zeilenspeicher 3A und 3B geschrieben und die Chrominanzkomponentensamples werden in die Zeilenspeicher 6r und 6b geschrieben. Insbesondere sind in jeden Zeilenspeicher abwechselnde Zeilenintervalle geschrieben. Infolgedessen können die in den Zeilenspeicher 3A geschriebenen Luminanzkomponentenzeilenintervalle durch Y&sub1;, Y&sub3;, Y&sub5; usw., die in den Zeilenspeicher 38 geschriebenen Luminanzkomponentenzeilenintervalle durch Y&sub2;, Y&sub4;, Y&sub6; usw., die in den Zeilenspeicher 6r geschriebene rote Farbdifferenzkomponente durch CR&sub1;, CR&sub3;, CR&sub5; usw., und die in den Zeilenspeicher 6b geschriebene blaue Farbdifferenzkomponente durch CB&sub2;, CB&sub4;, CB&sub6; dargestellt werden.
Die in den jeweiligen Zeilenspeichern gespeicherten abwechselnden Zeilenintervalle werden aus diesen mit der Ausleserate fC gelesen, die bei der bevorzugten Ausführungsform etwa die Hälfte der Luminanzschreibtaktrate fA beträgt. Dies hat zur Folge, daß die aus den Zeilenspeichern 3A und 3B gelesene Luminanzkomponente zeitbasisexpandiert wird, während die aus den Zeilenspeichern 6r und 6b gelesenen Chrominanzkomponenten zeitbasiskomprimiert sind. Die aus dem Zeilenspeicher 3A gelesene Luminanzkomponente wird mit der aus dem Zeilenspeicher 6r gelesenen Chrominanzkomponente in der Summierungsschaltung 10A kombiniert, woraus das in der Figur 7D schematisch dargestellte TDM-Signal resultiert. Ähnlich wird die aus dem Zeilenspeicher 3B gelesene Luminanzkomponente mit der aus dem Zeilenspeicher 6B gelesenen Ohrominanzkomponente in der Summierungsschaltung 10B kombiniert, um das in Figur 7E schematisch dargestellte TDM-Signal zu erzeugen. Dies hat zur Folge, daß die aus den Zeilenspeichern 3A und 6r gelesenen kombinierten Samples, wie in Figur 7D gezeigt, eine mit zwei HDTV-Zeilenintervallen korrespondierende Dauer haben. Ähnlich nehmen die aus den Zeilenspeichern 3B und 6b gelesenen kombinierten Samples, wie in Figur 7E gezeigt, zwei HDTV- Zeilenintervalle ein. Ungeachtet dieser Umwandlung der Zeitachse werden alle in die jeweiligen Zeilenspeicher geschnebenen Luminanz- und Chrominanzkomponentensamples aus diesen ausgelesen. Der Einfachheit halber wird das durch die Summierungsschaltung 10A erzeugte kombinierte zeitbasisgewandelte Videosignal mit zeitbasisgewandeltes A-Kanal-Videosignal und das von der Summierungsschaltung 10B erzeugte kombinierte zeitbasisgewandelte Videosignal mit zeitbasisgewandeltes B Kanal-Videosignal bezeichnet.
Wenn die in einem HDTV-Vollbild enthaltene Zahl Horizontalzeilenintervalle mit L bezeichnet, die durch jedes Zeilenintervall erzeugte Zahl Samples bezeichnet und die Lesetaktrate fC gleich der halben Luminanzkomponentenschreibtaktrate fA beträgt, kann die Beziehung zwischen L, S und fC ausgedrückt werden durch:
LxS/2fC = konstant
Wenn L = 1125, S = 1320 und fC = 44,55/2 Mhz gilt, dann ist
Der vorstehenden Beziehung ist zu entnehmen, daß bei Zunahme der in einem HDTV-Vollbild enthaltenen Zahl Zeilenintervalle und bei Zunahme der während jedes Zeilenintervalis erzeugten Zahl Samples die Lesetaktrate fC zunimmt. Wenn beispielsweise L = 1332 und S = 1500 ist, ergibt sich
Bei einem numerischen Beispiel beträgt die Bursttaktsignalfrequenz fb = fc/6 = 4,995 MHz.
Bei dem oben beschriebenen Beispiel weist das dem Vollbildspeicher 11 durch die Summierungsschaltung 10A zugeführte zeitbasisgewandelte A-Kanal-Videosignal, wie in Figur 7D gezeigt, ungerade Zeilenintervalle der Luminanzkomponente Y und der roten Farbdifferenzkomponente CR auf. Ähnlich weist das dem Vollbildspeicher 11 durch die Summierungsschaltung 10 zugeführte zeitbasisgewandelte Videosignal, wie in Figur 7E gezeigt, gerade Zeilenintervalle der Luminanzkomponente Y und der blauen Farbdifferenzkomponente CB auf. Wenn die Lesetaktrate fC größer als fA/2 ist, ist zu erkennen, daß die Dauer jeder effektiven Horizontalperiode des dem Vollbildspeicher 11 zugeführten zeitbasisgewandelten Videosignals kleiner als das Doppelte des HDTV-Zeilenintervalls ist. Der Einfachheit halber sei jedoch hier angenommen, daß fC = fA/2 und deshalb die Dauer sowohl der A-Kanal- als auch B-Kanal- Horizontalperiode, wie in den Figuren 7D und 7E gezeigt, jeweils gleich dem Doppelten des HDTV-Horizontalintervalls ist.
Das zeitbasisgewandelte A-Kanal- und B-Kanal-Videosignal werden mit der fC-Rate in den Vollbildspeicher geschrieben.
Nach dem Einschreiben in den Vollbildspeicher 11 werden die zeitbasisgewandelten Videosignale aus diesem mit der fC-Rate ausgelesen und, wie oben erwähnt, mit dem Bursttaktsignal kombiniert. Vorzugsweise werden die zeitbasisgewandelten A- Kanal-Videosignale mittels des D/A-Wandlers 12A, der Hervorhebungs- und FM-Schaltung 14A, der Addierschaltung 13A und des Aufzeichnungsverstärkers 15A dem Kopf 17A zugeführt.
Ähnlich werden die aus dem Vollbildspeicher gelesenen zeitbasisgewandelten B-Kanal-Videosignale dem Kopf 17B zur Aufzeichnung zugeführt. Wenn die Köpfe 17A und 17B sukzessive Spuren über dem Band 18 abtasten, werden die in Figur 7D gezeigten zeitbasisgewandelten ungeraden Zeilenintervalle in jeder von dem Kopf 17A verfolgten Spur aufgezeichnet und die zeitbasisgewandelten geraden Zeilenintervalle werden in jeder von dem Kopf 17B verfolgten Spur aufgezeichnet.
Wie beschrieben wird, sind die Köpfe 17A und 17B in zwei diametral entgegengesetzten Kopfeinrichtung enthalten, wobei eine dieser Einrichtungen die Köpfe 17A&sub1; und 17B&sub1; und die andere Einrichtung die Köpfe 17A&sub2; und 17B&sub2; aufweist. Die in jeder Einrichtung enthaltenen beiden Köpfe sind in der Abtastrichtung winkelmäßig gegeneinander versetzt, was ebenfalls beschrieben wird. Folglich zeichnen die Köpfe 17A&sub1; und 17B&sub1; gleichzeitig Spuren auf, wobei die durch den Kopf 17A&sub1; aufgezeichnete Spur aus ungeraden Zeilenintervallen und die von dem Kopf 17B&sub1; aus geraden Zeilenintervallen besteht. Wenn die Köpfe 17A&sub2; und 17B&sub2; gleichzeitig das Band 18 abtasten, zeichnet der Kopf 17A&sub2; einen Spur ungerader Zeilenintervalle und der Kopf 17B&sub2; zeichnet eine Spur gerader Zeilenintervalle auf.
Bei einer Ausführungsform, bei welcher die Lesetaktrate fC etwas größer als die Hälfte der Schreibtaktrate fA ist, ist die Dauer oder Horizontalperiode eines zeitbasisgewandelten Zeilenintervalls aus dem Vollbildspeicher 11 kleiner als das Doppelte des HDTV-Zeilenintervalls. Infolgedessen "füllt" das zeitbasisgewandelte Videosignal in beispielsweise dem A-Kanal das gewandelte (oder verdoppelte) HDTV-Zeilenintervall nicht vollständig aus. Deshalb kann das Ganze der aus dem Vollbildspeicher 11 gelesenen zeitbasisgewandelten Videosignale beim Verfolgen einer Spur durch beispielsweise den Kopf 17A&sub1; in einer Länge aufgezeichnet werden, die kleiner als das Win kelausmaß ist, in welchem der Kopf 17A&sub1; mit dem Band 18 in Kontakt ist. Anders ausgedrückt nimmt das in jeder Spur aufgezeichnete zeitbasisgewandelte Videosignal eine Länge ein, die kleiner als das Winkelausmaß von 180º ist, in welchem der Kopf das Band 18 kontaktiert. Dieser Extra- oder Leerraum in der Spur wird von dem durch die Audiosignalaufzeichnungs- und -Verarbeitungsschaltung 41 erzeugte PCM-Audiossignal eingenommen.
Bevorzugterweise sind die Köpfe 17A&sub1; und 17B&sub1; in einer Kopfeinrichtung und die Köpfe 17A&sub2; und 17B&sub2; in einer anderen Kopfeinrichtung enthalten. Die Figur 8 stellt schematisch eine typische Kopfeinrichtung 71 dar, welche ein Paar Köpfe 71a und 71b aufweist, die in der Spurabtastrichtung gegeneinander versetzt und zusätzlich um einen Betrag h in einer zur Drehachse parallelen Richtung gegeneinander versetzt sind. Es ist zu erkennen, daß dieser Versatz h den Spurabstand p definiert. Die Figur 8 stellt auch schematisch verschiedene in den Köpfen 71a und 71b ausgebildete Azimutwinkel dar, welche bekanntermaßen eine Übersprechstörung aufgrund der Aufnahme von Signalen von einer benachbarten Spur minimieren, die mit einem Kopf eines anderen Azimuts aufgezeichnet worden ist. Die Kopfeinrichtung 71 wirkt so, daß sie zwei Schrägspuren gleichzeitig durch die Köpfe 71a bzw. 71b aufzeichnet, wenn sich diese Kopfeinrichtung dreht, um eine Spur auf dem Band 18 abzutasten. Es ist zu erkennen, daß eine vollständige Drehung der Drehtrommel in der Verfolgung von vier sukzessiven Spuren, zwei durch eine Kopfeinrichtung und zwei durch die andere Kopfeinrichtung resultiert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Vollbild des HDTV-Signals in acht Spuren aufgezeichnet, und deshalb sind zwei vollständige Drehungen der Kopftrommel 70 zum Aufzeichnen eines Vollbildes des HDTV-Signals effektiv. Anders ausgedrückt werden die Köpfe mit der doppelten HDTV-Vollbildrate gedreht.
Die Figuren 9A und 9B stellen ein Beispiel des durch zwei Drehungen der zwei Kopfeinrichtungen aufgezeichneten Spurmuster zum Aufzeichnen eines Vollbildes des HDTV-Signals zusammen mit dem PCM-Audiosignal dar. Es ist zu erkennen, daß während der ersten Hälfte der Kopftrommel 70 Spuren A und B eines Segments 1 durch die Köpfe 17A&sub1; bzw. 17B&sub1; aufgezeichnet werden.
Die Figuren 9A und 9B stellen ein Beispiel des durch zwei Drehungen der zwei Kopfeinrichtungen aufgezeichneten Spurmusters zum Aufzeichnen eines Vollbildes des HDTV-Signals zusammen mit dem PCM-Audiosignal dar. Es ist zu erkennen, daß während der ersten Hälfte der ersten Drehung der Kopftrommel 70 Spuren A und B eines Segments 1 durch die Köpfe 17A&sub1; bzw. 17B&sub1; aufgezeichnet werden. Es ist, obgleich in den Figuren 6A und 6B nicht gezeigt, zu verstehen, daß die dem voreilenden Kopf zugeführten gemultiplexten Videosignale und PCM- Audiosignale um einen hinreichenden Betrag verzögert werden, um die Startenden der Spuren A und B auszurichten oder anzupassen. Während der zweiten Hälfte der ersten Drehung zeichnen die Köpfe 17A&sub2; und 17B&sub2; die Spuren A und B eines Segments 2 auf. Auf ähnliche Weise zeichnen während der ersten Hälfte der zweiten Drehung die Köpfe 17A&sub1; und 17B&sub1; die Spuren A und B in einem Segment 3 auf und während der zweiten Hälfte dieser zweiten Drehung zeichnen die Köpfe 17A&sub2; und 17B&sub2; die Spuren A und B eines Segments 4 auf. Demgemäß wird ein Vollbild des HDTV-Signals in vier Segmenten aufgezeichnet, wobei jedes Segment aus zwei Spuren besteht, in denen jeweils zwei Kanäle aufgezeichnet sind. Es ist zu erkennen, daß das PCM- Audiosignal vor dem zeitbasisgewandelten Videosignal in dem als Ergebnis der Zeitbasiskompression des Videosignals erzeugten Leerabschnitt aufgezeichnet wird.
Wie in den Figuren 9A und 9B gezeigt, reicht jede Spur aus, 166,5 Horizontalperioden aufzuzeichnen. In diesen 166,5 Horizontalperioden befinden sich das PCM-Audiosignal, das zeitbasisgewandelten Videosignal und mehrere Perioden, in denen andere Information aufgezeichnet werden kann. Insbesondere entsprechen die 166,5 Horizontalperioden einem Bandwickelwinkel von 180º, von denen 23,66º der Aufzeichnung von Audioinformation zugeteilt sind. Der Anfangsabschnitt einer Spur, der etwa 1,2! entspricht, umfaßt einen Randbereich, während welchem sich der Aufzeichnungskopf in den zur Aufzeichnung des PCM- Audiosignals ausreichenden Kontakt mit dem Band bewegt.
Auf den Randbereich folgt ein 2,0º entsprechender Präambelbereich, und danach werden zwei Kanäle mit PCM-Audiosignalen aus einer 8,0º entsprechenden Länge aufgezeichnet. Auf dem PCM-Audiosignalabschnitt folgt ein Postambelbereich von 1,2º und auf diesen folgt wiederum ein 1,2º entsprechender Führungsbandbereich. Der Präambel-, PCM-Audiosignal- und Postambelbereich umfassen einen ersten Audiosignalaufzeiechnungsabschnitt. Dann wird ein zweiter Audiosignalaufzeichnungsabsschnitt aufgezeichnet, der einen Präambelbereich von 2,0º, einen PCM-Audiosignalbereich von 8,0º und einen Postambelbereich von 1,26º aufweist. Ein Führungsbandbereich einer zwei Horizontalperioden entsprechenden Länge trennt den Audiosignal aufzeichnungsbereich vom Videosignal aufzeichnungsbereich. Beispielsweise entspricht eine Länge von zwei Horizontalperioden (2H) etwa 2,16º.
Der Anfangsabschnitt des Videosignalaufzeichnungsbereichs enthält Informationssignale, wie beispielsweise Vertikalsynchronisierungssignale V&sub1; und V&sub2;, Signale zur automatischen Verstärkungssteuerung (AGC-Signale), Klemmsignale und/oder dergleichen. Diese Signale sind in einem Abschnitt der Spur aufgezeichnet, welcher zur zeitbasisgewandelten Videosignalinformation vorausgeht, und eine Länge von beispielsweise 11 oder 11,5 Horizontalperioden aufweist. Beispielsweise umfaßt dieser Abschnitt des Videosignalaufzeichnungsbereichs 11 Horizontalperioden (11H), wenn ungerade Segmente (beispielsweise für 1 und 3) aufgezeichnet werden, und weist eine Länge von 1,5H auf, wenn gerade Segmente (beispielsweise für 2 und 4) aufgezeichnet werden. Dies ist in der Figur 9B deutlicher dargestellt.
Die zeitbasisgewandelten Videosignale werden dann in den der Aufzeichnung dieser Informationssignale folgenden Videosignalaufzeichnungsbereich aufgezeichnet. Wie in der Figur 9A dargestellt, werden 129 Horizontalperioden (129H) zeitbasisgewandelter Videosignale in den Videosignalaufzeichnungsbereich aufgezeichnet. Jede Spur schließt dann mit einem Randbereich einer 1H oder 1,5H entsprechenden Länge ab. Wenn die vorstehend erwähnten Informationssignale in einen 11H wie beispielsweise in den ungeraden Segmenten aufgezeichnet werden, hat dieser abschließende Randbereich von 1,5H. Wenn jedoch die Informationssignale wie in den geraden Segmenten auf einer 111,5H entsprechenden Länge aufgezeichnet werden, wird dieser Randbereich mit einer Länge von 1H aufgezeichnet.
Es ist zu erkennen, daß eine gegebene Spur nur rote Farbdifferenzchrominanzkomponenten oder nur blaue Farbdifferenzchrominanzkomponenten mit der Luminanzkomponente zur Aufzeichnung gemultiplext sind. Beispielsweise ist in jeder Spur A die Luminanzkomponente mit der blauen Farbdifferenzkomponente gemultiplext. In jeder Spur B ist jedoch die Luminanzkomponente mit der roten Farbdifferenzkomponente gemultiplext. Die jeweiligen ursprünglichen HDTV-Zeilenintervalle, von denen die gemultiplexte Luminanz- und Chrominanzkomponente abgeleitet werden, sind in der Figur 9A ebenfalls angedeutet.
Es ist zu erkennen, daß 143,5 Horizontalperioden, die einer Länge von 155,14º entsprechen, vom Anfang des ersten Führungsbandbereiches bis zum Ende einer Spur aufgezeichnet sind. Diese Länge umfaßt die folgenden Signale: Führungsbandbereich Informationssignalbereich Videosignale Randbereich Gesamtlänge
In der Figur 9B sind im Audiosignalauf zeichnungsbereich zwei PCM-Audiosignalabschnitte vorgesehen. Dies ermöglicht die Aufzeichnung von Audiomformation von zwei Audiosystemen, deren jedes zwei Kanäle umfaßt. Beispielsweise können in einem PCM-Audiosignalaufzeichnungsabschnitt ein linkes und rechtes Stereoaudiosignal aufgezeichnet werden und in dem anderen PCM-Audiosignalaufzeichnungsabschnitt können zwei Kanäle aus SAP-Audiosignalen aufgezeichnet werden. Natürlich ist die vorliegende Erklärung nicht auf die speziellen Kanäle, Audiosysteme oder Audiomformation beschränkt, die in dem Audiosignalaufzeichnungsbereich aufgezeichnet ist. Ungeachtet dessen ist zu erkennen, daß die in einem Abschnitt aufgezeichneten PCM-Audiosignale unabhängig von den im anderen aufgezeichneten PCM-Audiosignalen sein können.
Es sind natürlich zahlreiche Änderungen möglich. Beispielsweise ist jede Kopfeinrichtung so beschrieben worden, daß sie zwei Köpfe zur gleichzeitigen Aufzeichnung zweier Spuren enthält. Wenn es erwünscht ist, können drei oder mehr Köpfe in jeder Kopfeinrichtung vorgesehen werden. Überdies ist die Er findung nicht nur auf die Aufzeichnung von HDTV- und Audiosignalen beschränkt. Wenn es erwünscht ist, kann ein Standardvideosignal aufgezeichnet werden. Darüber hinaus kann andere Information mit den Videosignalen zur Aufzeichnung zeitmultiplext werden und die Erfindung ist nicht nur auf die Verwendung von PCM-Audiosignalinformation beschränkt.

Claims

1. Videosignalaufzeichnungsgerät, bestehend aus:

einer Videosignalverarbeitungseinrichtung (3, 5, 6, 10, 11) zur Verarbeitung eines Videosignals in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Format zur Erzeugung eines einen Gleichsignalpegelteil aufweisenden verarbeiteten Videosignals zur Aufzeichnung,

einer Bursttakterzeugungseinrichtung (8) zur Erzeugung eines Bursttaktsignals einer Frequenz fb zur Verwendung bei einer Wiedergewinnung des Videosignals während einer nachfolgenden Wiedergabeoperation,

einer Addiereinrichtung (40A, 40B) zum Addieren des Bursttaktsignals zum Gleichsignalpegelteil des verarbeiteten Videosignals zur Erzeugung eines kombinierten Signals, einer Frequenzmodulationseinrichtung (14A, 14B) zum Frequenzmodulieren des kombinierten Signais derart, daß der Gleichsignalpegel des verarbeiteten Videosignals durch eine modulierte Frequenz fa dargestellt ist, wobei

2fa - m fb ≥ 0,15 fb für fa ≥ m fb/2 und

m fb - 2fa - fb ≥ 0,15 fb für fa < m fb/2

gilt und m eine ganze Zahl ist, und einer Aufzeichnungseinrichtung (70) zum Aufzeichnen des frequenzmodulierten kombinierten Signais auf einem Aufzeichnungsmedium (18).

2. Gerät nach Anspruch 1, wobei fb/fa ≤ 0,4 gilt.

3. Gerät nach Anspruch 2, wobei das Bursttaktsignal eine Modulationsfigur im Bereich von 0,7 bis 1,4 aufweist.

4. Gerät nach Anspruch 1, wobei das Videosignal eine Luminanz- und Chrominanzkomponente und die Videosignalverarbeitungseinrichtung (3, 5, 6, 10, 11) eine Multiplexeinrichtung (10A, 10B) zum Zeitmultiplexen der Ohrominanz- und Luminanzkomponente derart, daß das verarbeitete Videosignal ein zeitmultiplextes Videosignal (TDM-Videosignal) ist, aufweist.

5. Gerät nach Anspruch 4, wobei die Luminanzkomponente des TDM-Videosignals eine Periode einnimmt, die annähernd das Vierfache der Periode der Chrominanzkomponente des TDM- Videosignals ist.

6. Gerät nach Anspruch 4, wobei der Gleichsignalpegelteil des verarbeiteten Videosignals ein achromatischer Pegel des TDM- Videosignals ist.

7. Gerät nach Anspruch 4, wobei das TDM-Videosignal ein Honzontalsynchronsignal mit einem Synchronspitzenpegel aufweist und der Gleichsignalpegeiteil des verarbeiteten Videosignals der Synchronspitzenpegel des Horizontalsynchronsignals ist.

8. Gerät nach Anspruch 4, wobei die Aufzeichnungseinrichtung (70) eine Drehkopftrommel (70) aufweist und das Aufzeichnungsmedium (18) mit einem Wickelwinkel von etwa 180º um die Drehkopftrommel (70) gewickelt ist.

9. Gerät nach Anspruch 8, wobei die Aufzeichnungseinrichtung (90) eine Quelle (41) für pulscodemodulierte Audiosignale (PCM-Audiosignale) und eine Einrichtung (13A, 13B) zum Zeitmultiplexen der PCM-Audiosignale und kombinierten Signale aufweist.

10. Gerät nach Anspruch 9, wobei die Videosignalverarbeitungseinrichtung (3, 5, 6, 10, 11) eine Zeitbasiskompressionseinrichtung (6r, 61, 3A, 3B) zum Zeitbasiskomprimieren der TDM-Videosignale zur Erzeugung eines Zeitintervalls, in welches die PCM-Audiosignale zur Aufzeichnung in gemeinsamen Spuren auf dem Aufzeichnungsmedium (18) gemultiplext werden, aufweist.

11. Gerät nach Anspruch 91 wobei die Aufzeichnungseinrichtung eine Separationseinrichtung (16A, 16B) zum Separieren der zeitmultiplexten PCM-Audiosignale und kombinierten Signale in mehrere Kanäle zur Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsmedium (18) aufweist.

12. Gerät nach Anspruch 11, wobei die Aufzeichnungseinrichtung (70) zusätzlich mehrere Aufzeichnungsköpfe (17) zum Aufzeichnen je eines der Kanäle auf dem Aufzeichnungsmedium (18) aufweist.

13. Gerät nach Anspruch 12, wobei die Aufzeichnungsköpfe (17) derart auf der Drehtrommel (70) befestigt sind, daß sie sich quer über das Aufzeichnungsmedium (18) zur gleichzeitigen Aufzeichnung wenigstens zweier Spuren drehen.

14. Gerät nach Anspruch 13, wobei die Aufzeichnungseinrichtung (70) zwei auf der Drehtrommel (70) um annähernd 180º voneinander entfernt befestigte Kopfeinrichtungen (71) aufweist, wobei jede Kopfeinrichtung (71) zwei Aufzeichnungsköpfe (17) derart aufweist, daß bei jeder Drehung der Trommel (70) vier aufeinanderfolgende Spuren aufgezeichnet werden.