NO119432B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til direkte magnetisk opptegning og gjengivelse av fjernsynssignaler.

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til direkte magnetisk opptegning og gjengivelse av fjernsynssignaler på båndformet opptegningsbærer, fortrinnsvis under anvendelse av stasjonære magne-

tiske hoder. Med direkte magnetisk opptegning og gjengivelse skal forstås den teknikk hvorved fjernsynssignaler som skal opptegnes magnetisk, bearbeides direkte eller uten anvendelse av frekvensmodula-

sjon, og det opptegnede fjernsynssignal behandles også direkte ved magnetisk gjengivelsesteknikk eller uten anvendelse av frekvensdemo-dulasjon.

Det har vist seg at ved iakttagelse av fjernsyns-

bilder som forst er opptegnet og gjentatt på direkte måte som nevnt ovenfor og i samsvar med vanlig teknikk, vil det på bildeskjermen

opptre en betydelig grad av flimrende hvite og sorte stoystriper.

Ifolge oppfinnernes inngående eksperimenter som skal forklares nærmere nedenfor, bevirkes denne art forstyrrelse og irri-terende frembringelse av stoystriper hovedsakelig ved nivåfikseringsstoy som opptrer ved direkte gjengivelse av direkte opptegnede fjernsynssignaler.

Hovedhensikten med foreliggende oppfinnelse er derfor å tilveiebringe et forbedret og mer effektivt system for magnetisk opptegning og gjengivelse, hvor de ovenfor nevnte ulemper hovedsakelig unngås, og hvor det oppnås klare og skarpt gjengitte fjernsyns-bilder basert på et betydelig forbedret signal-stoynivå.

Dette oppnås ifolge oppfinnelsen i forste rekke ved at fjernsynssignaler bearbeides på forhånd for den magnetiske opptegning på sådan måte at negative synkroniseringspulser gjores positive med en konstant amplitude som ligger på et hoyere nivå enn hvitt-nivået av fjernsynssignalets videosignaler.

Ifolge oppfinnelsen gjengis det opptegnede, modifiserte fjernsynssignal magnetisk og begrenses på et noe hoyere nivå enn det tilsvarende hvitt-nivå for utskillelse av en rekke pulser som svarer til synkroniseringspulsene, hvilke pulsrekker formes til tilsvarende rektangulære pulser og det utlignede signal låses til de rektangulære pulser og tilsettes i fase med de rektangulære pulser for gjengivelse av det sammensatte signal som inneholder de negative synkroniseringspulser.

Andre formål med, trekk og fordeler ved oppfinnelsen skal nærmere beskrives nedenfor under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser et diagram for en del av et vanlig fjernsynssignal som strekker seg hovedsakelig over en horisontal avsokningsperiode. Fig. 2 viser på samme måte et modifisert fjernsynssignal ifolge oppfinnelsen. Fig. 3 viser skjematisk en karakteristisk kurve for forholdet mellom remanent magnetisme og påtrykt magnetisk felt på opptegningsbæreren ved magnetisk opptegning av et fjernsynssignal ved hjelp av magnetisk overlagring. Fig. 4 viser et diagram for et fjernsynssignal opptegnet, gjengitt og likestroms-gjenopprettet i henhold til vanlig teknikk. Fig. 5 viser på samme måte et fjernsynssignal hvor

likestromskomponentene er avbrutt.

Fig. 6 (a) viser et vanlig fjernsynssignal som inneholder 4-0$ negative synkroniseringspulser. Fig. 6 (b) viser på samme måte som 6 (a) et fjernsynssignal hvor 40% positive synkroniseringspulser er anvendt for et sammenlignende og mellomliggende trinn mellom den vanlige teknikk og fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen.

Fig. 6 (c) viser på samme måte som fig. 6 (a) og

6 (b) et fjernsynssignal med 140$ positive synkroniseringspulser ved et eksempel på fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen. Fig. 7 (a) viser et diagram for et modellsignal anvendt i forskjellige eksperimenter for å finne ut grunnprinsippene for fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen. Fig. 7 (b) viser et diagram for signalnivået som funksjon av signalfrekvensen for modellsignalet som vist på fig. 7 (a), hvorav fremgår resultatene av forskjellige pseudo-fjernsynssignaler inneholdende synkroniseringspulser fra 100% negative til 150% positive. Fig. 8 viser et koplingsskjema for en foretrukket utforelse av opptegningsdelen av en anordning for opptegning og gjengivelse ved hjelp av fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen. Fig. 9 viser forskjellige bolgeformer som opptrer på bestemte punkter i koplingsskjemaet på fig. 8. Fig. 10 viser en foretrukket utforelse av gjengivel-sesdelen av en anordning for opptegning og gjengivelse ved hjelp av fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen. Fig. 11 viser forskjellige kurveformer for signaler som opptrer på bestemte punkter i koplingsskjemaet på fig. 10. Fig. 12 viser to modifikasjoner av en bestemt del av anordningen på fig. 8.

For den detaljerte beskrivelse av oppfinnelsen skal det forst gis en oversikt over naturen og iboende ulemper ved den tilsvarende vanlige teknikk, samt grunnprinsippene for foreliggende oppfinnelse under henvisning til fig. 1-7-

Fig. 1 viser en del av et vanlig fjernsynssignal som spenner over hovedsakelig en horisontal avboyningsperiode.

Som det fremgår av fig. 1 og som er vanlig kjent, inneholder fjernsynssignalet som nå stort sett anvendes videosignaler, synkroniseringssignaler og slukkesignaler. Hvis signalnivået under slukkeperioden er null, er det maksimalt mulige nivå for videosignalet, eller hvitt-nivået, valgt lik + 100% mens toppen av synkroniseringspulsene er valgt - /[ 0%, hvilket vil si at de er negativt modulert 40%.

Til sammenligning med de negative synkroniseringspulser og av forskjellige tekniske grunner som skal forklares nedenfor, modifiseres synkroniseringspulsene ifolge oppfinnelsen slik at de blir positivt modulert, som vist på fig. 2. Ved en foretrukket utforelse er de positive synkroniseringspulser modulert + 140%.

Ved den vanlige direkte magnetiske opptegningstek-nikk for fjernsynssignaler, blir disse opptegnet under bibehold av original for hvor synkroniseringspulsene er negativt modulert.

På den annen side vil den magnetiske opptegnings-bærers remanente magnetisme ved vanlig høyfrekvent magnetisk for-spenning være som vist på fig. 3 (a)• Det lineære området av mag-netiseringskurven er antydet med A. Den tilsvarende maksimalt mulige opptegningsstrom er begrenset ikke bare av graden av formagnetise-ringen og typen av magnetisk materiale i opptegningsbæreren, men også av driftsforholdene, fordi en strupekondensator er innfort mellom opptegningsforsterkeren og det magnetiske opptegningshode, idet arbeidsområdet for inngangssignalet på hodet kan overskride signalets maksimale amplitude, hvilket betyr at det opptegnede nivå vil bli tilsvarende begrenset slik det vil fremgå av fig. 3 (b) og ved gjengivelse vil signal-stoyforholdet bli tilsvarende dårligere.

På fig. 6 (a) er vist et vanlig fjernsynssignal med 40% negativt modulerte synkroniseringspulser som opptrer ved direkte

magnetisk opptegning og gjengivelse og som bearbeides i et likestroms-gjenopprettelsestrinn. Den venstre halvdel av fjernsynssignalet tilsvarer videosignaler med svart-nivå, mens den hoyre halvdel av fjernsynssignalet tilsvarer videosignaler med maksimalt positivt nivå eller hvitt-nivå. ^Ea angår variasjonen i verdien av vekselstrom-aksen, slik det fremgår av de to maksimalverdier av videosignalet.

På fig. 6 (b) er vist på samme måte som på fig.

6 (a), synkroniseringspulsene modulert \ 0% positivt. I dette tilfelle angir A Eb variasjonen i vekselstromsaksen.

På fig. 6 (c) er vist på samme måte som på fig. 6 (a) og 6 (b), synkroniseringspulsene modulert 140% positive. I dette tilfelle angir A. Ec den ovenfor nevnte variasjon.

Det fremgår klart av disse grafiske fremstillinger

at verdiene for ^ Eb og/^.Ec er betydelig mindre enn verdien av AEa.

Variasjoner i vekselstromsaksen innenfor et forhånds-bestemt tillatt område for magnetisk opptegning, bor velges minst mulig, for som ovenfor å forbedre gjengivelsesområdet for videosignalene og signal-stoyforholdet for de opptegnede og gjengitte video-signaler. Det kan derav sluttes at ved anvendelse av det modifiserte fjernsynssignal med positivt modulerte synkroniseringspulser oppnås en betydelig forbedring ved direkte magnetisk opptegning og gjengivelse av fjernsynssignaler, sammenlignet med det vanlige system hvor fjernsynssignalet opptegnes med negativt modulert synkroniseringspulser.

Hvis man iakttar det tilfellet hvor det modifiserte fjernsynssignal har ^ 0% positivt modulerte synkroniseringspulser som vist på fig. 6 (b), er det klart at vanskeligheter må foreligge ved atskillelsen av synkroniseringspulsene under opptegningen ved anvendelse av en vanlig synkroniseringspuls-separator, tatt i be-traktning videosignalets hvitt-nivå på 100% sammenlignet med toppverdien av demodifiserte synkroniseringspulser på + /\.0fo.

Hvis det forutsettes at et vanlig fjernsynssignal med 40% negativt modulerte synkroniseringspulser kan bearbeides tilfredsstillende i en vanlig synkroniseringspuls-separator, vil et modifi-

sert fjernsynssignal med 140% positivt modulerte synkroniseringspulser, som vist på fig. 6 (c), ligge ^ 0% hoyere enn hvitt-nivået for videosignalet, og kan bli tilfredsstillende behandlet i en van-

lig synkroniseringspuls-separator.

For å stabilisere så godt som mulig variasjonen i vekselstromsaksens stilling, er det onskelig å modifisere signalet slik at toppverdien av de positivt modulerte synkroniseringspulser velges på et hdyest mulig nivå. På den annen side hvis toppverdien av de positivt modulerte synkroniseringspulser velges for hbyt, vil det relative forhold mellom videosignalene bli lite, og signalstoy-forholdet vil bli tilsvarende dårligere. Derfor må det velges et maksimalt kompromiss på basis av to hverandre' motvirkende faktorer.

For å komme frem til pålitelige resultater er det

gjort mange eksperimenter ved anvendelse av et pseudo-fjernsynssig-

nal av den form som er vist på fig. 7 (a). I dette tilfellet tilsvarer null-nivået svart-nivået i et vanlig fjernsynssignal, og en sinusbolge innenfor området 25 - 75% anvendes for å representere

videosignalet i enkleste form, mens toppnivået av synkroniseringspulsene er henholdsvis + 150%, + 100%, + 50%, 0%, - 50% og - 100%.

Frekvensen av sinus-signalet ble variert fra $ 0 til 500 kHz. Dette sammensatte signal ble opptegnet og gjengitt direkte ved hjelp av stasjonære magnethoder med en bruksspalte på 1 mikron i samvirke med et magnetbånd med en bredde på 6,25 mm, bestående av en plastbasis med en tykkelse på 25 mikron og et magnetisk sjikt på 5 mikron, hvilken opptegningsbærer hadde en hastighet på 150 cm/sek. Under opptegningen ble det anvendt en hoyfrekvent formagnetisering ifolge vanlig tverrfelt-teknikk. Det resulterende spenningsnivå for det gjengitte sinus-signal er vist på fig. 7 (b) som funksjon av frekvensen. Som man vil se er resultatet best når synkroniseringspulsene hadde et toppnivå på + 140%. Dette er en pålitelig demonstra-sjon av det ovenfor nevnte tilfelle hvor synkroniseringspulsene er + 140% og /A E er betydelig mindre enn det vanlige tilfelle hvor synkroniseringspulsene er - 40% og derved resulterer i et oket nivå for de opptegnede og gjengitte videosignaler og en forbedring av signal-stoynivået.

Fig. 8 og 9 viser en foretrukket utforelse av et opptegningssystem ifolge oppfinnelsen,

Det antas at et fjernsynssignal som vist skjematisk på fig. 9 (a)>tilfores inngangsklemmen 11 og i forbindelsespunktet 12 dels tilfores synkroniseringspuls-separatoren 13 og dels summeringskretsen 14. I synkroniseringspuls-separatoren blir signalet gjennom en koplingskondensator C-^tilfort basiselektroden i en transistor Tr-j^. Utgangssignalet fra denne transistors emitter blir gjennom en impedans-tilpasningskrets bestående av kondensatoren Cp og motstanden R-^, samt en koplingskondensator Co tilfort basisen i en transistor Tr-^. Motstandsverdien av motstand R ? er noyaktig tilpasset for å undertrykke videosignalet og bare levere synkroniseringspulsene fra kollektoren i transistoren Trg. De således utskilte synkroniseringspulser blir gjennom en ytterligere impedanstilpas-ningskrets, som består av kondensatoren C. og motstand R^, samt en koplingskondensator Cp- tilfort basisen i transistoren Tr^som arbeider som forsterker. Det forsterkede signal fra kollektoren i transistoren Tr^tilfores direkte basiselektroden i en buffer-transistor Tr^, og utgangssignalet fra denne tas fra glidekontakten på et potensiometer R^. De således utskilte og bearbeidede synkroniseringspulser tilfores gjennom en leder 100 til summeringskretsen 14.

På den annen side blir inngangsfjernsynssignalet fra forbindelsespunktet 12 via et potensiometer R^og en koplingskondensator Cg for forsterkning tilfort en transistor Tr^. Det forsterkede signal tas fra transistorens kollektor og tilfores gjennom en koplingskondensator Crj til basisen i en transistor Trg.

Synkroniseringspulsene som er utskilt og bearbeidet på ovenfor nevnte måte tilfores fra synkroniseringspuls-separatoren 13 gjennom lederen 100 og koplingskondensatoren Cg til basisen i en transistor Tr^som arbeider som fasevender, og deretter til glidekontakten i et potensiometer Rg. I potensiometeret blir fjernsynssignalet og de utskilte og bearbeidede synkroniseringspulser overlagret hverandre. Ved innstilling av potensiometeret kan toppnivået av synkroniseringspulsene velges hoyere enn hvitt-nivået i det tilsvarende videosignal.

Det således sammensatte signal, hvis bolgeform er vist skjematisk på fig. 9 (c)>tas fra kollektoren i transistoren Trg og forsterkes i en opptegningsforsterker 15 av vanlig konstruksjon og tilfores ved hjelp av en ikke vist koplingskondensator til det magnetiske opptegningshode 16 som kan være av vanlig konstruksjon.

Opptegningshodet 16 er stasjonært og samarbeider med et magnetbånd 18 som beveges med en hastighet på 150 cm/sek. Videre er anordnet et formagnetiseringshode 17 som fysisk sett er anordnet overfor opptegningshodet 16 og tilfort et hoyfrekvent formagnetise-ringssignal fra en oscillator 19 av vanlig konstruksjon.

På fig. 10 avsoker et stasjonært gjengivelseshode

21 av vanlig konstruksjon magnetbåndet 18, som er forsynt med opptegning som ovenfor nevnt.

Utgangssignalet fra gjengivelseshodet 21 tilfores en forforsterker 22 og derfra til en utligningsinnretning 23. Det forsterkede signal som vist på fig. 9 (°)>tilfores gjennom koplingskondensatoren Cg til basisen i en transistor Trg. Det således forsterkede signal tilfores fra kollektoren i transistoren gjennom en koplingskondensator C1Qtil en serieresonanskrets som omfatter en spole L-p kondensatoren C-q og motstanden R^, for å kompensere for amplitudeforvrengning som skyldes eventuell resonans i gjengivelseshodet 21.

Det således kompenserte signal tilfores gjennom koplingskondensatoren C-^2til basisen i en transistor Tr^som arbeider som forsterker. Det forsterkede signal tas fra kollektoren i tran sistoren og tilfores gjennom koplingskondensatoren C-^til en fase-kompensator P-^av vanlig konstruksjon. Det således bearbeidede signal for kompensering av eventuell amplitudeforvrengning og fasefor-vrengning tilfores gjennom koplingskondensatoren til basisen i transistoren Tr-^Q som virker som forsterker. Det forsterkede signal tilfores fra kollektorelektroden i denne transistor til en filter-krets omfattende kondensatorene C-^ og C-^g, motstandene Rg og Rg og skjerpingsspolen L2for kompensering av signalets karakteristikk i forutbestemt grad, som f.eks. 6 db/oct. ved integrering.

Det således bearbeidede signal tilfores basiselektroden i en transistor Tr-^ og fra dens emitter tas det signal som skjematisk er vist på fig. 11 (a). Dette signal tilfores gjennom en motstand R^Qog en kondensator C20til likestroms-gjenvinnings-kretsene 25 resp. 26. Signalet som tilfores kretsen 26, blir gjennom en koplingskondensator C-^y tilfort en transistor Tr-^ og deretter en transistor Tr-^ for forsterkning. Det forsterkede signal tilfores videre gjennom dioden D-^for likestroms-gjenvinning og amplitudetilpasning av de modifiserte synkroniseringspulser på prak-tisk talt en rett linje, hvoretter signalet tilfores basisen i en transistor Tr-^. Utgangssignalet fra emitteren i denne transistor tilfores basisen i transistoren Tr-^ i en oppdelingskrets 27 som omfatter kondensatoren C-^g og motstanden Rj_-j_>for oppdeling av de modifiserte synkroniseringspulser på et noe hoyere nivå enn det tilsvarende hvitt-nivå, for å frembringe en rekke stabiliserte signal-pulser som vist på fig. 11 (b). Oppdelingen utfores ved å kutte ut toppene av de positivt modulerte synkroniseringspulser og som even-tuelt utsettes for forvrengning ved stoy og derfor er i hoy grad ustabile, og på denne måten oppnås tidspulsrekker dannet av de stabiliserte rotdeler av de originale og bearbeidede synkroniseringspulser. De således oppdelte periodiske pulser tilfores en formings-krets 28 som består av transistorene Tr-^g og Tr-^ for å tilveiebringe noyaktige negative rektangulære pulser, som vist på fig. 11 (c).

På den annen side blir signalet fra forbindelsespunktet 24 tilfort likestroms-gjenvinningskretsen 25 gjennom en koplingskondensator C20tilfort transistoren Tr-^g og fra transistoren gjennom koplingskondensatoren C21til dioden D2. ' Det således likestroms-gjenopprettede fjernsynssignal inneholdende positivt modulerte syn- . kroniseringspulser forsterkes i transistoren Tr-^i summeringskretsen 2g. Utgangssignalet fra kollektoren i transistoren Trb,0 y over- lagres med rektangulære pulsrekker, som vist på fig. 11 (c), for å danne det sammensatte utgangssignal som inneholder negativt modulerte synkroniseringspulser, slik som normalt ved vanlig fjernsynssignal og som vist på fig. 11 (c). Utgangssignalet tilfores basisen i transistoren som virker som forsterker, og det forsterkede utgangssignal tilfores emitteren i buffer-transistoren Tr2^og derfra til utgangsklemmen 20 som er elektrisk forbundet med en vanlig fjern-synsmottaker som ikke er vist på tegningen for gjengivelse av det opptegnede fjernsynsbilde.

Selv om det i utforelseseksemplet ovenfor bare er anvendt ett magnethode 21, kan det i spesielle tilfeller anvendes to magnethoder med smalere eller bredere bruksspalter for avsokning av hoyere og lavere frekvenser fra båndet 18, i den hensikt å unngå eventuelle mangler ved de lave frekvens-komponenter av det originale og opptegnede fjernsynssignal. De to avsokte signalkomponenter må kombineres i et ikke vist trinn i systemet. Hvis den ovenfor nevnte mangel ved de gjengitte lavfrekvenskomponenter opptrer, vil det gjengitte signal ha fonn av en ujevn fordeling langs båndets lengde-retning. Hvis onskelig kan opptegningshodet 16 også deles opp i to hodeelementer beregnet på hoyere og lavere frekvenskomponenter i fjernsynssignalet som skal opptegnes og gjengis.

Hvis det ovenfor nevnte modifiserte fjernsynssignal som er bearbeidet for oppnåelse av positivt modulerte synkroniseringspulser, opptegnes og gjengis magnetisk, særlig ved anvendelse av stasjonære hoder på ovenfor nevnte måte, vil nivåfikseringsstoy hovedsakelig bli undertrykket, fordi det modifiserte og gjengitte fjernsynssignal som har positivt polariserte synkroniseringspulser, er nivåfiksert og deretter blir bare de frembrakte og formede negative modulerte pulsrekker tilfoyet. Denne modus for bearbeidelse av fjernsynssignalet vil muliggjore nivåfiksering av de inneholdte synkroniseringspulser på deres avskårne topper, hvilket utelukker mu-ligheten for nivåfikseringsstoy. Hvis denne art stoy skulle foreligge i det magnetisk gjengitte fjernsynssignal, ville hvite og sorte stoystriper opptre på bildeskjermen i fjernsynsmottakeren.

Istedet for tverrfelt-teknikk i opptegningshodet som vist på fig. 8, kan det anvendes et enkelt opptegningshode 41 som vist på fig. 12. På fig. 12 (a) blir utgangssignalet fra opptegningsforsterkeren 42 på samme måte som ved opptegningsforsterkeren 15 på fig. 8 elektrisk forbundet med utgangen fra formagnetiseringsoscillatoren 43 som er av samme konstruksjon som formagnetiseringsoscil latoren 19 på fig. 8. Ved den andre utforelse som er vist på fig. 12 (b), blir utgangssignalet fra opptegningsforsterkeren 42 og utgangssignalet fra formagnetiseringsoscillatoren 43 tilfort to forskjellige spoler 104 og 105 på en magnetisk kjerne i hodet 106, for magnetisk kombinasjon på vanlig måte av begge tilforte signaler. Det er klart at ved anvendelse av den ene eller annen av de to modifikasjoner oppnås samme resultat.

Det er av ovenstående videre klart at ifolge foreliggende oppfinnelse blir nivå-fikseringsstoy effektivt undertrykket samtidig med forbedring av signal-stoyforholdet.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til direkte magnetisk opptegning og gjengivelse av fjernsynssignaler på båndformet opptegningsbærer, ' karakterisert ved at fjernsynssignalet bearbeides på forhånd for den magnetiske opptegning på sådan måte at negative synkroniseringspulser gjores positive med en konstant amplitude som ligger på et hoyere nivå enn hvitt-nivået for fjernsynssignalets video-signaler.

2. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at amplitudenivået er av stbrrelsesorden + 140% i forhold til svart-nivået, når forholdet mellom svart- og hvitt-nivået er 100%.

3. Fremgangsmåte ifolge krav 1, karakterisert ved at det opptegnede modifiserte fjernsynssignal gjengis magnetisk og begrenses på et noe hoyere nivå enn det tilsvarende hvitt-nivå for utskillelse av en rekke pulser som svarer til synkroniseringspulsene, hvilke pulsrekker formes til tilsvarende rektangulære pulser og det gjengitte signal gjenopprettes likestroms-messig og kombineres så i fase med de rektangulære pulser for gjengivelse av det sammensatte signal som inneholder de negative synkroniseringspulser .