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Einrichtung zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen
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modulierten Bildsignale aus dem Modulator, welche Signale Ablenkspulen zugeleitet werden, die den
Elektronenstrahl mit der Frequenz des Generators quer zur Bewegungsrichtung des Bandes ablenken.
Die Einrichtung weist einen an sich bekannten Sekundärelektronenvervielfacher auf, dessen Signale nach durchgeführter Vervielfachung über einen Kopplungskondensator einem Filter zugeleitet werden, welches die vom Oszillator erzeugten Steuersignale ausfiltert. An den Sekundärelektronenvervielfacher ist ein Filter angeschlossen, welches nur die aus dem Oszillator kommenden Steuersignale durchlässt und an den einen Eingang eines Komparators angeschlossen ist, dessen anderer Eingang mit dem Oszillator verbunden ist.
Die Einrichtung umfasst auch eine Feinsteuerung des Elektronenstrahls in bezug auf den
Aufzeichnungsträger mittels eines die Steuerfrequenz des Aufzeichnungsträgers aufnehmenden Filters, das über ein Differenzierglied mit einem monostabilen Multivibrator verbunden ist, der in Abhängigkeit von dem über das Differenzierglied gelieferten Signal die Ablenkspulen für den Elektronenstrahl mit
Steuerimpulsen beaufschlagt.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ermöglich die Wiedergabe aufgezeichneter Informationen ohne Beeinträchtigung durch auf dem bandförmigen Aufzeichnungsträger befindliche Staubteilchen, da die Informationen über eine ausgedehnte Fläche in Querrichtung zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers aufgezeichnet sind. Wenn sich ein Staubteilchen auf dem Aufzeichnungsträger befindet, dann verschiebt die Einrichtung automatisch die auf dem Band überprüfte Stelle in einer Querrichtung Diese Verschiebung in Querrichtung bewirkt, dass das Staubteilchen umgangen wird.
Ein weiterer Vorteil der Einrichtung nach der Erfindung ergibt sich aus der Verwendung einer elektrischen Schaltung, welche sicherstellt, dass die Informationen von dem Aufzeichnungsträger mit praktisch der gleichen Geschwindigkeit wiedergegeben werden, mit der sie aufgezeichnet wurden. Dadurch werden alle Probleme ausgeschlossen, die sich aus Veränderungen der Bewegungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers während der Wiedergabe von Informationen relativ zu der Bewegungsgeschwindigkeit während der Aufzeichnung ergeben.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 ein Schaltbild, teilweise in Blockform, das eine Einrichtung zum Aufzeichnen von Informationen auf einem bandförmigen Aufzeichnungsträger darstellt, Fig. 2 ein Schaltbild einer Einrichtung, teilweise in Blockform, um eine Wiedergabe der vorher aufgezeichneten Informationen zu erzielen, Fig. 3 ein vergrösserter Schnitt durch einen Aufzeichnungsträger, wie z. B. ein Band, das in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist und Fig. 4 ein vergrösserter Teilschnitt, der schematisch die auf dem Band aufgezeichneten Signale darstellt.
Die Einrichtung nach der Erfindung kann mit einem Aufzeichnungsträger wie einem Band verwendet werden, welches allgemein mit--10-- (Fig. 3) bezeichnet ist, obwohl auch andere Arten von Aufzeichnungsträgern, wie Scheiben oder Zylinder, verwendet werden können. Das Band umfasst
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von z. B. 0, 025 mm haben.
Ein geeignetes Material, wie eine Legierung aus Beryllium und Kupfer, wird auf das
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67 Broad Street, New York, N. Y., veröffentlicht werden.
Eine Sperrschicht--16--wird z. B. gemäss der Vakuumtechnik auf der Schicht--14--
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nur eine vemachlässigbare Elektronenemission von ihrer Oberfläche, wenn die Oberfläche einem Strom geladener Teilchen, wie Elektronen, ausgesetzt ist. Die Sperrschicht--16--kann aus einem geeigneten Material, wie Kohlenstoff, hergestellt und in einer geeigneten Dicke vorgesehen sein, wobei eine solche Dicke in der Grössenordnung von einem liegt und grössere Dicken ebenfalls wirksam sind.
Das Band--10--wird von einer Ablaufspule--20--auf eine Aufwickelspule-22- (Fig. l) bewegt. Das Band wird während seiner Bewegung zwischen den Spulen--20 und 22-durch Führungsrollen--24, 26 und 28--gespannt und geführt. Eine Spillrolle--30--in Zusammenarbeit
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mit Klemmrollen (nicht gezeigt) kann dazu verwendet werden, um einen sicheren Antrieb des Bandes von der Spule --20-- zur Spule --22-- zur liefern. Die Spillrolle-30-ist mechanisch mit einem Motor --31-- gekoppelt, durch den sie angetrieben wird.
Es ist zu bemerken, dass die Antriebs --und Führungszusammenstellung, die die Spulen-20 und 22--, die Führungsrollen - -24, 26 und 28-und die Spillrolle-30-umfasst, nur zum Zwecke der Darstellung gezeigt werden, und dass auch andere Formen von Antriebsvorrichtungen verwendet werden können.
Das Band wird einem Strahl geladener Teilchen ausgesetzt, wenn es sich über die Antriebsrolle - bewegt. Dieser Strahl geladener Teilchen wird von einer allgemein mit --32-- bezeichneten Elektronenkanone erhalten. Die Elektronenkanone --32-- enthält einen Heizfaden-34--, der aus einem geeigneten Material besteht, um geladene Teilchen, wie Elektronen, auszusenden, wenn Strom durch den Faden fliesst. Der Strom kann von einer geeigneten Gleichspannungsquelle geliefert werden, die aus einer Batterie--36--bestehen kann.
Der Faden --34-- ist so geformt, dass er die Elektronen in einem Strahl, wie es bei --38-- gezeigt ist, auf das Band --10-- richtet, wenn sich
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Die Elektronenkanone --32-- enthält auch ein Steuergitter--40--, das zwischen dem Faden --34-- und der Rolle-26-an einer Stelle nahe dem Faden angeordnet ist. Das Gitter-40wird einstellbar vorgespannt, indem es mit dem Schleifer eines Potentiometers--42--verbunden
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Klemme der Batterie --44-- können mit einem geeigneten Bezugspotential, wie Erde, verbunden sein. Das Gitter --40-- hat an einer Stelle nahe den zusammenlaufenden Abschnitten des Fadens --34-- eine Öffnung --46--, um eine Fokussierung des Strahles --38-- geladener Teilchen zu erzielen.
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Wirkung z.
B. durch magnetische Linsen --58 und 60--erzeugt werden. Jede der Linsen --58 und 60-kann aus einem Permanentmagneten bestehen, der als hohler Kreisring geformt ist. Die Achsen der Magnete--58 und 60--stimmen mit den Mittelpunkten der Öffnungen-46 und 50-- überein.
Der Elektronenstrahl --38-- ist auch einer Ablenkung durch ein Spulenpaar-84 und 86--
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--88-- verbunden,Batterien-80 und 82--, deren negative Klemmen geerdet sind.
Obwohl gemäss der Darstellung die Ablenkung des Elektronenstrahls --38-- durch die Spulen - 84 und 86-erzeugt wird, kann die Ablenkung auch mit Hilfe anderer Mittel erzeugt werden. Sie kann z. B. durch kapazitive Platten erzeugt werden, die eine elektrostatische Wirkung haben.
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Elektronenkanone-32-empfängtMischkreis --106-- gegebene Spannung das Gitter positiv gegenüber der Kathode --34-- vor. Dadurch werden die von der Kathode --34-- ausgesandten Elektronen beschleunigt, so dass sie durch die Elektronenkanone laufen und auf das Band --10-- treffen. Wenn die frequenzmodulierten
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--106-- eineElektronenkanone --32-- laufen kann.
Die Wirkung des Elektronenstrahls auf das Band ist zu jedem Zeitpunkt von der Anzahl der Elektronen im Strhl --38-- abhängig. Wenn der Strahl eine relativ grosse Anzahl von Elektronen enthält, so trifft der Strahl auf das Band--10--mit einer ausreichenden Kraft auf, um die Sperrschicht --16-- vom Band zu entfernen. Wenn jedoch die Konzentration der Elektronen im Strahl --38-- durch ein Signal negativer Polarität am Gitter --40-- verringert wird, so trifft der Strahl das Band nicht mehr mit ausreichender Konzentration, um die Schicht --16-- zur entfernen.
Auf diese Weise wird die die Videoinformation darstellende Frequenzmodulation auf dem Band durch das Muster der Sperrschicht --16-- auf der Schicht--14--an aufeinanderfolgenden Stellen in Bewegungsrichtung des Bandes wiederholt.
Die Signale können auf dem Band mit einer Dichte aufgezeichnet werden, die grösser ist als diejenige, die bei bekannten Systemen erzielt wird. Zum Beispiel können die Signale mit einer Dichte von etwa 25000 Perioden je 2, 5 cm oder 375000 Perioden/sec bei einer Bandgeschwindigkeit von etwa 38 cm/sec auf einer sehr schmalen Spur aufgezeichnet werden. Die Signale werden nicht in der Querrichtung aufgezeichnet, sondern sie werden nur in der Bewegungsrichtung des Bandes von der Spule Spule-22-aufgezeichnet. Es ist jedoch zu betonen, dass die geändert werden kann, wobei in einer Querrichtung über dem Band während der Bewegung des Bandes von der Spule --20-- zur Spule--22--aufgezeichnet wird.
Die Signale können auch auf einer Scheibe oder einem Zylinder ebensogut wie auf einem Band aufgezeichnet werden.
Wenn die Signale nur in der Bewegungsrichtung des Bandes aufgezeichnet werden sollen, liefert ein Generator --114-- Signale mit geeigneter Frequenz von z. B. etwa 80 MHz. Diese Signale werden über eine Kapazität --116-- auf die Spulen-84 und 86-gegeben, um eine sinusförmige Ablenkung des Elektronenstrahls --38-- in einer horizontalen Richtung bei einer Frequenz zu
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Querrichtung verbreitert, wie es in Fig. 4 bei--118--dargestellt ist.
Es ist aus Fig. 4 ersichtlich, dass die dunklen Stellen --120-- auf dem Band denjenigen Stellen entsprechen, bei denen die Sperrschicht --16-- von dem Band entfernt wurde, und dass die hellen Stellen --122-- zwischen den dunklen Stellen --120-- den Stellen entsprechen, bei denen die Schicht --16-- weiter auf dem Band verbleibt.
Wenn die auf dem Band --10-- aufgezeichneten Informationen von dem Band wiedergegeben
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der Spule --272-- entweder direkt oder über eine Drosselspule --277-- gekoppelt sind. Die Potentiometer--276 und 278--sind entsprechend mit den positiven Klemmen geeigneter Gleichspannungsquellen, wie den Batterien-280 und 282--, verbunden. Die negativen Klemmen der Batterien-280 und 282--liegen an einem geeigneten Bezugspotential wie Erde.
Wenn die Elektronen im Strahl-38 die Spulen-270 und 272-passieren, werden sie einer Kraft in Längsrichtung unterworfen auf Grund der Kombination des magnetischen Feldes des durch die Spulen fliessenden Stromes und des elektrostatischen Feldes zwischen den verschiedenen Elektronen im Strahl. Dadurch wird der Elektronenstrahl nach unten abgelenkt, wenn er sich an der Spule--270-vorbeibewegt, wie es schematisch in Fig. 2 gezeigt ist. Die Spule --272-- lenkt den Elektronenstrahl auf ähnliche Weise nach oben ab.
Die Ablenkungen des Elektronenstrahls --38-- durch die Spulen - 270 und 272--können gesteuert werden, indem die Schleifer der Potentiometer-276 und
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278--so eingestellt werden, dass eine Bewegung des Strahls auf eine Stelle auf dem Band-10entsprechend der durch die magnetischen Ringe --258 und 260--festgelegten Achse erzeugt wird.
Der Elektronenstrahl --38-- wird auch einer Ablenkung in Querrichtung durch ein Spulenpaar - 284 und 286-unterworfen, die den Spulen-84 und 86-in Fig. l entsprechen. Die Spulen - 284 und 286-sind mit einer Spannungsquelle verbunden, die allgemein mit --288-- bezeichnet ist und welche die Potentiometer-291 und 292-sowie die Batterien-280 und 282-- umfasst.
Die Spulen-284 und 286--, die Potentiometer-291 und 292-sowie die Batterien-280 und
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Nachdem er den horizontalen und vertikalen Ablenkungsfeldern ausgesetzt wurde, läuft der Elektronenstrahl --38-- durch einen Elektronenvervielfacher, der allgemein mit-200bezeichnet ist und einen Teil --290a-- enthält, welcher eine geeignete, z. B. kegelstumpfförmige Form aufweist. Der Teil --290a-- ist so angeordnet, dass die Grundfläche seiner kegelstumpfförmigen Form nahe der Spule --270-- und die Spitze nahe dem Band --10-- angeordnet ist. Die Achse des Teiles --290a-- entspricht der durch die Mittelpunkte der magnetischen Ringe-258 und 260--festgelegten Achse.
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--290a-- besteht- 38-- ausgeübt wird, ist abhängig von der in jedem Augenblick an dem fokussierenden Teil angelegten Spannung.
Zum Zwecke der Darstellung ist zu erwähnen, dass ein Potential in der Grössenordnung von 1000 V an den Elektronenvervielfacher--200--angelegt werden kann.
Die magnetischen Linsen-258 und 260--, die Ablenkungsspulen-270 und 272-und die Ablenkungsspulen-284 und 286-tragen dazu bei, eine Bewegung des Elektronenstrahls zum Band
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fortschreitenden Stellung entlang der Aussenfläche des Teiles --290a-- angeordnet sind. Die Toroide tragen die Bezugszeichen-202, 204, 206, 208, 210, 212 und 24--. Obwohl sieben Toroide in Fig. 4 dargestellt sind, kann selbstverständlich jede gewünschte Anzahl von Toroiden verwendet werden. Jedes der Toroide besteht aus einem leitenden Material und ist so geformt, dass das vom Band --10-entfernt liegende Ende einen grösseren Durchmesser als das Ende nahe dem Band hat. Jedes der Toroide besitzt eine gekrümmte Form in axialer Richtung und ist teilweise überlappend mit den benachbarten Toroiden angeordnet.
Die Toroide-202, 206, 210 und 214-haben eine konvexe Form, und die Toroide-204, 208 und 212-besitzen eine konkave Form. Die Toroide-204, 208 und 212-sind innen in bezug auf die Toroide-202, 206, 210 und 214-angeordnet, so dass sie den Toroiden - -202, 206, 210 und 214-- gegenüberliegen.
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Spannungsteilers verbunden, um Spannungen von fortgesetzt steigender Grösse zu erhalten. Der Spannungsteiler kann aus einer Vielzahl von Reihenwiderständen --216,218,220,222,224,226,228 und 230-bestehen und zwischen einem geeigneten Bezugspotential, wie Erde, und der
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werden, empfängt jedes der Toroide eine bestimmte Anzahl von Elektronen und erzeugt daraus eine erhöhte Anzahl von Elektronen zum Durchgang in das nächste Toroid.
Zum Beispiel empfängt das Toroid-202-die von der Schicht --14-- des Bandes --10-- zu jedem Zeitpunkt emittierten Sekundärelektronen und erzeugt daraus eine erhöhte Anzahl von Elektronen relativ zur Anzahl der vom Toroid empfangenen Elektronen. Da das Toroid --204-- innerhalb und mit dem Toroid-202-
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überlappend angeordnet ist, laufen die vom Toroid --202-- emittierten Elektronen zum Toroid - -204-- und bewirken, dass eine erhöhte Anzahl vom Toroid-204-erzeugt wird. Das Toroid - -206-- wieder empfängt die Elektronen, die vom Toroid--204--emittiert werden und erzeugt eine vergrösserte Anzahl von Elektronen.
Die vom Toroid--214--empfangenen Elektronen bewirken, dass ein Signal durch eine Kopplungskapazität --221-- auf ein Filter --223-- gelangt. Die Amplitude des zu jedem Zeitpunkt zum Filter--223--gelangenden Signals entspricht der Anzahl der vom Toroid--214-- zu diesem Zeitpunkt emittierten Elektronen. Das Filter--223--hat eine Kennlinie, die das Steuersignal abtrennt, welches aus dem Band--10--auf Grund der Einführung von Signalen vom
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eine entsprechende Amplitudenmodulation umgesetzt. Diese modulierten Signale laufen durch eine Ausgangsleitung --237-- zu herkömmlichen Stufen, die eine Anzeige der von diesen Signalen dargestellten Informationen liefern.
Eine solche Anzeige kann eine sichtbare Anzeige sein, wenn eine Videoinformation auf dem Band aufgezeichnet war.
Die durch die Kapazität--221--vom Toroid--214--laufenden Signale werden auch in ein Filter--227--gegeben. Das Filter--227--hat eine solche Kennlinie, dass es nur das auf dem Band--10--mit einer Frequenz von 8 MHz auf Grund der Einführung von Signalen vom Oszillator
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-110-- aufgezeichnete--227-- abhängt.
Der Frequenzkomparator--229--kann so konstruiert sein, dass er Signale abgibt, wenn die Frequenzen der Signale vom Oszillator --110-- und dem Filter --227-- zumindest um eine bestimmte Grösse, wie mindestens 1 Hz unterschiedlich sind. Unter solchen Umständen läuft dann ein Signal durch ein Servonetzwerk --231-- zum Motro --31--, der die Spillrolle--30--antreibt.
Das Servonetzwerk--231--kann auf herkömmliche Weise konstruiert sein, um das
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Motorgeschwindigkeit in aufeinanderfolgenden Zeitpunkten reguliert, so dass die Frequenz der vom Band--10--abgenommenen Steuersignale im wesentlichen der Frequenz der Steuersignale vom Oszillator --110-- entspricht. Dadurch werden die Signale vom Band--10--mit praktisch der gleichen Geschwindigkeit wiedergegeben, mit der sie auf dem Band aufgezeichnet wurden, wodurch eine getreue Wiedergabe der von den Signalen dargestellten Informationen erzielt wird.
Die Signale vom Frequenzkomparator--229--gelangen auch in ein Servonetzwerk--232--.
Dieses ist mit einem Gatter--234--verbunden. Wenn das Gatter --234-- geöffnet wird, lässt es ein Signal von einem Phasendiskriminator--236--durch. Der Phasendiskriminator--236--kann von herkömmlicher Art sein, um eine Spannung zu erzeugen, deren Polarität von den relativen Phasen der Signale vom Filter--227--und vom Oszillator --110-- abhängig sind. Die vom Phasendiskriminator erzeugte Spannung hat eine Amplitude, die von der Grösse der Differenz in den Phasen der Signale vom Filter--227--und dem Oszillator --110-- abhängig ist.
Die Signale vom Diskriminator --236-- laufen durch das Gatter-234-, wenn dieses durch eine geeignete Spannung vom Servonetzwerk--232--geöffnet ist. Die durch das Gatter--234-- laufenden Signale gelangen über eine Kopplungskapazität--238--auf die Vertikalablenkspulen - 272 und 270--. Diese Signale verändern die ablenkende Wirkung der Spulen-270 und 272-gemäss der Phase und der Amplitude des Signals.
Aus der obigen Beschreibung ist zu ersehen, dass der Motor--31--in der Geschwindigkeit reguliert wird, um eine grobe Steuerung der Frequenz zu erzielen, mit der die Signale vom Band --10-- wiedergegeben werden. Eine Feinsteuerung ist über die Wiedergabegeschwindigkeit von Signalen vom Band--10--zu erreichen, indem die Stellung des Elektronenstrahls relativ zum Band zu jedem Zeitpunkt reguliert wird.
Wenn ein Staubpunkt oder ein fremdes Teilchen auf dem Bandan der Stelle auftritt,
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die vom Elektronenstrahl--38--abgetastet wird, werden die Steuersignale mit der Frequenz von 8 MHz kurzzeitig unterbrochen. Daraus ergibt sich ein veränderter Zustand, wodurch Signale mit verhältnismässig scharfen Spitzen kurzzeitig durch das Filter --227-- laufen. Diese Signale werden
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der Wechselbeziehung zwischen der ersten und der zweiten Stufe des Multivibrators --242-- wird die erste Stufe gesperrt, wenn die zweite Stufe leitend wird.
Der monostabile Multivibrator --242-- hält die erste Stufe im gesperrten Zustand nur für begrenzte Zeit jedesmal dann, wenn der Multivibrator von einem Signal vom Differenzierglied - -240-- getriggert wird. Zum Beispiel bleibt der Multivibrator nur für 1/10 sec getriggert. Er kehrt dann in seinen normalen Zustand zurück, in dem die erste Stufe leitend und die zweite gesperrt ist.
Wenn dies eintritt, tastet der Elektronenstrahl --38-- die horizontale Stelle--248--auf dem Band - -210-- ab, bis das nächste Staubteilchen od. ähnl. auf dem Band an der abgetasteten Stelle auftritt.
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--38-- wirdPATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen auf einen bzw. von einem sich in Längsrichtung bewegenden bandförmigen Aufzeichnungsträger (10) mit mehreren Schichten, von denen die eine (14) Sekundärelektronen ausstrahlen kann und welche Einrichtung eine
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entfernt wenn die Amplitude der aufzuzeichnenden, aus einem Mischkreis (106) dem Steuergitter (40) der Elektronenkanone (32) zugeführten frequenzmodulierten Signale positiv gegen den Heizfaden (34) ist, und während der Zeit, in der die Amplitude dieser Signale negativ ist, die Schicht (16) unverändert bleibt.
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