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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Verarbeitung eines in einem Videosignal mit Farbhilfsträger- und Farbsynchronsignalkomponenten enthaltenen Pilotsignals für ein Video- -Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät mit zwei oder mehr Magnetköpfen zum Aufzeichnen bzw. Wie- dergeben von Signalen auf einen bzw. von einem Aufzeichnungsträger, wobei im Betrieb ein Umschal- ten von Videosignalen zwischen den Magnetköpfen auftritt, das Videosignal einem Trägersignal durch Frequenzmodulation aufgeprägt ist und dem Videosignal vor dem Aufzeichnen ein Pilotsignal vorbestimmter Frequenz hinzugefügt wird und wobei das Pilotsignal so verarbeitet wird, dass es beim Aufzeichen- und Wiedergabevorgang aufgetretene Phasen- und Frequenzverzerrungen genau widerspiegelt.
Durch ständige Forschungs- und Entwicklungsarbeit auf dem Gebiet der Aufzeichnung von
Videosignalen, insbesondere auf Magnetband, konnten Qualität und Zuverlässigkeit des Aufzeichen- und Wiedergabeverfahrens immer weiter verbessert werden. Für das Aufzeichen- und Wiedergabe- verfahren ist eine genaue Regelung der Relativbewegung des Aufzeichnungsträgers und der Abtast- köpfe zum Aufzeichnen und Wiedergeben der Videosignale erforderlich. Da die beim Aufzeichnen und Wiedergeben von Farbfernsehsignalen geforderte Genauigkeit extrem hoch ist, wurden verschie- dene Kompensations- und Korrekturmethoden entwickelt, um durch Schwankungen der Relativbe- wegung verursachte Fehler hinsichtlich Zeitbasis und Amplitude auszuschalten.
Bei vielen derzeit verwendeten Video-Aufzeichnungs-und Wiedergabegeräten wird das am
Beginn jeder Bildzeile auftretende Farbsynchronsignal (sowohl nach der 525-Zeilen-NTSC-Norm als auch nach der 625-Zeilen-PAL-Norm) als Bezugssignal für die Vornahme einer Korrektur von Zeit- basisfehlern ausgenutzt, da das Farbsynchronsignal mit bekannter Frequenz und Phasenlage sowie mit der höchsten Abtast-Wiederholungsrate auftritt und in einem Farbfernsehsignal bereits von vornherein vorhanden ist.
Bei der Wiedergabe eines auf Magnetband aufgezeichneten Farbfernseh- signals tritt das Farbsynchronsignal in zeitlichen Abständen von 63, 5 Ils auf und ergibt ein brauchbares Bezugssignal für einen Vergleich mit einem intern erzeugten Signal der selben
Frequenz, um wiederholend das vom Magnetband wiedergegebene Farbfernsehsignal zu korrigieren, was bedeutet, dass das Farbfernsehsignal kontinuierlich korrigiert wird, jedoch die Information alle 63, 5 lis abgeleitet wird.
Nun gibt es aber auch mit hoher Rate bzw. in kurzen Zeitabständen auftretende Fehler (Fehler, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Farbsynchronsignalen auftreten, wie Geschwindigkeitsfehler), die Störungen erzeugen, welche die Bildwiedergabe stark beeinträchtigen. Die Geschwindigkeitsfehler wurden bisher unter der Voraussetzung einer linearen Änderung im wiedergegebenen Signal zwischen aufeinanderfolgenden Farbsynchronsignalen näherungsweise korrigiert.
Wenn die grundlegende Abtastrate und damit die Korrekturfähigkeit erhöht werden sollen, muss hiefür ein anderes Signal als das Farbsynchronsignal eines Videosignals verwendet werden.
Es wurde bereits seit langem die Verwendung eines kontinuierlichen Pilotsignals empfohlen, welches viele vorteilhafte Möglichkeiten bietet, weil dadurch das vom Magnetband wiedergegebene Farbfernsehsignal ununterbrochen überwacht werden kann und mit geschlossener Schleife arbeitende Fehlerdetektor- und -korrektursysteme für Zeitbasisfehler, Geschwindigkeitsfehler und Amplitudenfehler vorgesehen werden können. Es können dann Geschwindigkeitsfehler und Amplitudenfehler genauer korrigiert werden, als dies bei Annahme einer linearen Änderung des Signals während der Dauer einer Bildzeile möglich war. Mit einem Pilotsignal arbeitende Systeme wurden bereits angewendet, bei vielen davon lag aber die Frequenz des Pilotsignals weit unterhalb der Frequenz des Farbsynchronsignals.
Ein solches Pilotsignal niedriger Frequenz kann allgemein durchaus als Mass für bei Aufnahme und Wiedergabe auftretende Zeitfehler dienen, weil es aber nicht besonders nahe bei der Farbhilfsträgerfrequenz des Farbfernsehsignals liegt, ist es nicht all jenen Verzerrungen unterworfen, die das Farbartsignal erleidet. Die Wahl der Frequenz des Pilotsignals soll in der Hinsicht optimiert werden, dass sie höher liegt als die höchste Frequenz des Videosignals, um die Videosignalbandbreite nicht in unzulässiger Weise zu beschneiden, dass sie anderseits aber nicht so hoch liegt, dass das Pilotsignal andere Schaltungsfunktionen stören könnte, beispielsweise durch Interferenzbildung mit der Abtastfrequenz einer digital arbeitenden Zeitbasiskorrekturschaltung.
Ausserdem entsteht bei zu hoch liegender Frequenz des Pilotsignals ein Verlust an Korrelation zwischen Veränderungen des Pilotsignals und entsprechenden Veränderungen im Farbartsignal.
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Nach Wahl der Frequenz für das Pilotsignal muss die Trägerfrequenz festgelegt werden (wobei vor- läufig Überlegungen betreffend die Amplitude des Pilotsignals, Frequenzgang-Vorverzerrung u. dgl. ausser Betracht bleiben sollen), damit man ein annehmbares Signal/Rauschverhältnis des Pilot- signals bezüglich der Videofrequenzen erhält und die Kreuzmodulation zwischen dem Pilotsignal und den Videofrequenzen innerhalb erträglicher Grenzen bleibt.
Das Pilotsignal bietet ein dauernd vorhandenes Bezugssignal, dessen Frequenz, Phasenlage und Amplitude zur Chrominanzkorrektur für einen Kopfumschaltentzerrer und zur Zeitbasiskorrektur ausgenutzt werden können, wobei aber das Pilotsignal in einer Art und Weise abgeleitet werden muss, die ein genaues Bild über die durch den Aufzeichen- und Wiedergabevorgang verursachten
Verzerrungen liefert. Frequenz und Phasenlage des Pilotsignals dürfen durch die Schaltungsanord- nung für die Rückgewinnung des Pilotsignals aus dem Videosignal nicht verändert werden, da es andernfalls kein genaues Bild über das Farbfernsehsignal verändernde Geschwindigkeitsfehler u. dgl. liefert.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Systems für die Verarbeitung eines Pilotsignals, wobei durch die Schaltungsanordnung zur Rückgewinnung des Pilotsignals aus dem Videosignal gegebenenfalls verursachte Phasenfehler ausgeglichen werden. Die Phasenlage des
Pilotsignals soll mit dem Farbsynchronsignal des Farbfernsehsignals korreliert sein, um Veränderun- gen, die zwischen verschiedenen Aufzeichnungen vorhanden sein können, auszugleichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Schaltungsanordnung der eingangs angegebenen Art gemäss der Erfindung im wesentlichen gekennzeichnet durch eine Abtrennschaltung zur Rückgewinnung des
Pilotsignals nach der Demodulation des Videosignals bei der Wiedergabe vom Aufzeichnungsträger, einen mit der Abtrennschaltung zur Rückgewinnung des Pilotsignals verbundenen Phasenschieber zur Übertragung des Pilotsignals, wobei die Phasenlage des Ausgangssignals bezüglich der Phasen- lage des Eingangssignals proportional einer an einen Steuereingang des Phasenschiebers angelegten
Steuerspannung einstellbar ist, einen Frequenzteiler für das vom Phasenschieber durchgelassene
Pilotsignal zum Ableiten der Farbhilfsträgerfrequenz, wobei das geteilte Signal zum Zuführen an eine Zeitbasiskorrekturschaltung für das Videosignal abgeleitet wird,
und einen mit dem Frequenzteiler in Wirkverbindung stehenden Phasenkomparator zum Vergleichen des abgeleiteten geteilten Signals mit Farbhilfsträgerfrequenz mit der Phasenlage des Farbsynchronsignals des demodulierten Videosignals und zum Erzeugen einer Korrektur-Ausgangsspannung an einem Ausgang, welche ein Mass für Phasenunterschiede zwischen dem geteilten Signal und dem Farbsynchronsignal darstellt, wobei die Ausgangsspannung dieses Phasenkomparators an den Steuereingang des Phasenschiebers geführt ist, so dass die Korrekturspannung eine phasenstarre Kopplung des Pilotsignals mit dem Farbsynchronsignal des Videosignals bewirkt.
Durch die getroffenen Massnahmen liefern Frequenz und Phasenlage des Pilotsignals ein genaues Bild von den Verzerrungen, welchen das Videosignal unterworfen ist, so dass das Pilotsignal als dauernd vorhandenes genaues Bezugssignal für eine Zeitbasiskorrekturschaltung verwendet werden kann.
Da in der Abtrennschaltung zur Rückgewinnung des Pilotsignals bei der Wiedergabe Phasenfehler auftreten können, wird die Schaltung zur Kompensation solcher Fehler ausgebildet, so dass die schliesslich bei Zuführung zur Zeitbasiskorrekturschaltung vorhandenen Frequenz- und Phasenfehler ein Bild der im Aufzeichen- und Wiedergabevorgang aufgetretenen Geschwindigkeitsfehler liefern. Würden aber Schaltungsteile zusätzliche Frequenz- oder Phasenfehler einführen, dann würde die Zeitbasiskorrekturschaltung darauf abzielen, auch diese Fehler in gleicher Weise wie die tatsächlichen Geschwindigkeitsfehler zu korrigieren, obwohl diese "inneren" Fehler mit der tatsächlichen Verzerrung des Videosignals durch den Aufzeichen- und Wiedergabevorgang nichts zu tun haben.
Da das Pilotsignal dem Farbfernsehsignal überlagert ist und gegenüber dem Farbsynchronsignal eine unterschiedliche Phasenlage haben kann, ist es günstig, das Farbsynchronsignal mit dem Pilotsignal phasenstarr zu koppeln.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. l ein Blockschaltbild eines Video-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerätes mit einer erfindungsgemässen Schaltungsanordnung ; Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Teiles des Gerätes von Fig. l, worin ebenfalls die Erfindung verwirklicht ist ; die Fig. 3a bis 3e Wellenformen elektrischer Signale, die im Betrieb
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an verschiedenen Stellen des Blockschaltbildes von Fig. 2 auftreten, und die Fig. 4a bis 4d Strom- laufpläne zur Verwirklichung des Blockschaltbildes von Fig. 2.
In Fig. l ist das Blockschaltbild eines Video-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerätes der Über- sichtlichkeit halber etwas vereinfacht dargestellt, wobei jedoch die erfindungsgemässe Schaltung- ergänzung vorgesehen ist. Ein aufzuzeichnendes Videosignal gelangt über eine Eingangsklemme - einerseits an ein Farbsynchronsignal-Tor --12-- und anderseits an ein Kerbfilter --14--, welches das Videosignal mit Ausnahme eines schmalen Frequenzbereiches bei der 1, 5fachen Frequenz der Farbhilfsträgerfrequenz durchlässt, wobei die Farbhilfsträgerfrequenz beim NTSC-System
3, 58 MHz bzw. beim PAL-System 4, 43 MHz beträgt.
Das vom Videosignal abgetrennte Farbsynchronsignal gelangt vom Farbsynchronsignal-Tor - -12-- an einen Phasenkomparator --16--, der ein Fehlersignal erzeugt und dieses an einen span- nungsgesteuerten Oszillator --18-- liefert, dessen Ausgangssignal einerseits über eine Rückkopp- lungsschleife zwecks phasenstarrer Kopplung mit dem Farbsynchronsignal des Videosignals an den Phasenkomparator --16-- zurückgeführt wird und anderseits einem Frequenzvervielfacher --20-- zugeführt wird, der ein Pilotsignal mit der 1, 5fachen Frequenz der Farbhilfsträgerfrequenz des
Videosignals erzeugt.
Das Pilotsignal wird über eine Leitung --22-- an eine Addierschaltung - geführt, welche das Pilotsignal mit einer relativen Amplitude von etwa 15% bezüglich des
Videosignals diesem hinzufügt, wobei dann das kombinierte Ausgangssignal der Addierschaltung - über einen Modulator --26-- an einen Aufzeichenverstärker -- 28 -- zum Aufzeichnen auf Magnetband mittels einer in den Zeichnungen schematisch angedeuteten Vorrichtung gelangt, welche ein rotierendes Kopfrad --30-- mit vier daran angeordneten Magnetköpfen --32-- aufweist.
Die spätere Wiedergabe des aufgezeichneten Videosignals vom Magnetband erfolgt durch Ab- tastung mit den Magnetköpfen --32-- des rotierenden Kopfrades --30-- in ähnlicher Weise wie bei der Aufzeichnung und das wiederzugebende Signal gelangt über einen Vorverstärker --34-- an einen Schaltentzerrer --36--, der Amplitudenänderungen und andere Schwankungen ausgleicht, die im Signal als Folge der zyklischen Umschaltung der Magnetköpfe --32--, welche geringfügig unterschiedliche Eigenschaften haben können, vorhanden sein können.
Der Ausgang des Schaltent- zerrers --36-- ist mit dem Eingang eines Demodulators --38-- verbunden, an dessen Ausgang ein Tiefpassfilter --40-- angeschlossen ist, dessen Ausgangssignal über eine Addierschaltung --42-- an eine digital arbeitende Zeitbasiskorrekturschaltung --44-- geführt ist, welche die innerhalb des strichlierten Umrisses in Fig. 1 dargestellten Baugruppen enthält. In der Zeitbasiskorrekturschaltung wird das Videosignal periodisch abgetastet und es werden die Frequenz und Phasenlage des Pilotsignals zur Steuerung der Arbeitsweise herangezogen, um einen Zeitbasisausgleich des Videosignals zu bewirken.
Das durchlaufende Pilotsignal liefert ein dauernd vorhandenes Bezugssignal zum Erzeugen eines Kompensationssignals für Leuchtdichtefehler und in der Zeitbasiskorrekturschaltung werden ferner im demodulierten Pilotsignal vorhandene Fehler zum Erzeugen von Fehlerkorrektursignalen zum Korrigieren des Videosignals ausgenutzt, so dass an der Ausgangsklemme - ein korrigiertes Videosignal zur Verfügung steht. Die Arbeitsweise der Zeitbasiskorrekturschaltung wird hier nicht in allen Einzelheiten beschrieben, da sie nicht Bestandteil der Erfindung ist. Es soll aber betont werden, dass das Pilotsignal als Bezugssignal ausgenutzt wird, dessen Frequenz und Phasenlage in der Zeitbasiskorrekturschaltung zu Vergleichs- und Steuerzwecken herangezogen werden.
Das Ausgangssignal des Demodulators --38-- wird ausser an das Tiefpassfilter - -40-- über eine Leitung --50--, ein Bandpassfilter --49-- und eine Leitung --50'-- einer Pilot- signalverarbeitungsschaltung --48-- zugeführt. Der Schaltentzerrer --36-- liefert über eine Leitung --52-- jeweils bei Übergabe der Abtastung von einem Magnetkopf --32-- an den nächstfolgenden Magnetkopf des rotierenden Kopfrades einen Kopfumschaltimpuls an die Pilotsignalverarbeitungsschaltung --48--. Beim Aufzeichnen und Wiedergeben von Videosignalen nach der NTSC-Norm beträgt die Drehzahl des Kopfrades 240 s"', woraus sich ergibt, dass die Kopfumschaltrate das Vierfache dieses Wertes, nämlich 960 Hz, beträgt.
Ein Eingang der Pilotsignalverarbeitungsschaltung --48-- ist über eine Leitung 54 mit dem Ausgang der Addierschaltung --42-- verbunden, um das Videosignal und das Farbsynchronsignal zu erhalten. Die Pilotsignalverarbeitungsschaltung - liefert über eine Leitung --56-- ein Leuchtdichtekorrektursignal an die Addierschaltung - -42--, das vom Magnetband wiedergegebene Farbhilfsträgersignal über eine Leitung --58-- an
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die Zeitbasiskorrekturschaltung --44-- und über eine Leitung --60-- ein Korrektursignal für Fehler der Farbartsignalamplitude, welches im Schaltentzerrer --36-- eine Korrektur der Farbartsignalamplitude bewirkt.
Es wird somit von der Leitung --50'-- das Pilotsignal der Pilotsignalverarbeitungsschaltung - und über die Leitung --56-- ein Leuchtdichtekorrektursignal der Addierschaltung --42-zugeführt, welches das Leuchtdichtekorrektursignal dem Videosignal hinzufügt, um dadurch Geschwindigkeitsfehler u. dgl. des Leuchtdichtesignals zu korrigieren.
Zur Erklärung der Leuchtdichtekorrektur wird auf Fig. 2 verwiesen, welche ein Blockschaltbild der Pilotsignalverarbeitungsschaltung --48-- von Fig. 1 zeigt. Das Pilotsignal wird vom Demodulator --38-- über die Leitung --50'-- zugeführt (links unten in Fig. 2). Das von der Addierschaltung --42-- gelieferte Videosignal wird über die Leitung --54-- und die Kopfumschaltimpulse werden über die Leitung --52-- zugeführt.
Das über die Leitung --50'-- zugeführte Pilotsignal gelangt einerseits über ein Potentiometer --64-- an einen Amplitudenmodulationsdetektor --62-- im oberen Signalweg von Fig. 2 und anderseits an ein Schmalbandfilter --66-- im unteren Signalweg von Fig. 2. Der obere, den Amplitu-
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halten einer relativ konstanten Amplitude des Farbartsignals in dem dem Demodulator --38-- zuge- führten Videosignal zugeleitet wird. Da die Amplitude des Pilotsignals ein Mass für die Amplitude des Farbartsignals darstellt, stellt das auf der Leitung --60-- auftretende Fehlersignal ein Mass für die Amplitudenfehler des Farbartsignals dar.
Das Ausgangssignal des Amplitudenmodulations- detektors --62-- gelangt über einen Widerstand --68-- an einen als Vergleicher wirkenden Opera- tionsverstärker --70--, dessen Gegenkopplungszweig die Parallelschaltung eines Kondensators --72-und eines Widerstandes --74-- aufweist. Die Anordnung bildet eine Regelschleife zum Bilden eines
Fehlersignals für die Amplitudenabweichung des Farbartsignals, welches Fehlersignal zum Korrigieren des Farbartsignalpegels verwendet wird, wobei der Frequenzgang der Anordnung für die normalerweise auftretenden Änderungen des Farbartsignalpegels passend ist, ausgenommen die Erscheinungen bei der Kopfumschaltung, wodurch eine plötzliche Änderung des Farbartsignalpegels auftritt.
Die Bandbreite wird für die Erzielung eines solchen Frequenzganges so gewählt, dass das Rauschen vernachlässigbar klein bleibt und den Amplitudenänderungen des Farbartsignalpegels gefolgt werden kann, mit der Ausnahme, dass der Frequenzgang keine so schnellen Änderungen erlaubt, dass plötzlichen Änderungen des Farbartsignalpegels, wie sie während der Kopfumschaltung auftreten, gefolgt werden könnte. Typische Abweichungen der Farbartsignalamplitude, wie sie praktisch auftreten können, sind in der Wellenform gemäss Fig. 3d dargestellt, welche eine Folge von geneigten Abschnitten --76-- zeigt, deren Dauer je etwa 1 ms zwischen zwei Kopfumschaltungen beträgt, welche jeweils an den Stellen --78-- erfolgen.
Dem Farbart-Fehlersignal ist Rauschen überlagert, wie es aus den unregelmässigen Abweichungen der geneigten Abschnitte --76-- ersicht- lich ist, und die Zeitkonstante der Regelschleife ist daher so gewählt, dass das störende Rauschen weggefiltert wird. Die Wellenform gemäss Fig. 3e zeigt das nach Vornahme der Korrektur von Amplitudenänderungen des Farbartsignals erhaltene Signal. Das korrigierte Signal ist mit Ausnahme von unmittelbar nach den Kopfumschaltzeitpunkten auftretenden Spitzen --80-- im allgemeinen konstant, wobei zu beachten ist, dass diese Spitzen --80-- in der Austastperiode des Videosignals auftreten und daher das Fernsehbild selbst nicht beeinträchtigen.
Wie bereits erwähnt, ist die Zeitkonstante der Regelschleife so gewählt, dass die Bandbreite verhältnismässig schmal ist, um den Einfluss des Rauschens auszuschalten, aber dennoch normalen Änderungen des Farbartsignalpegels folgen zu können. Während der Kopfumschaltzeit wird zur Verzögerung der Schleifenverstärkung durch Umschalten auf einen zur äusseren Beschaltung des Opera- tionsverstärkers --70-- gehörenden Widerstand --84-- der Frequenzgang der Regelschleife vorzugsweise auf etwa das Zehnfache des normalen Wertes erweitert, um die bei der Kopfumschaltung auftretende plötzliche Amplitudenänderung des Farbartsignals rasch ausregeln zu können.
Es wird somit die Frequenzbandbreite der Regelschleife etwa um einen Faktor 10 erhöht, so dass die Amplitudenänderung des Farbartsignals während der Kopfumschaltzeit ausgeglichen werden kann.
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Zum Umschalten der Regelschleife ist ein Schalter --86-- vorgesehen, der unter dem Einfluss eines über eine Leitung --88-- zugeführten Triggersignals geschlossen wird. Bei geschlossenem
Schalter --86-- sind die Widerstände-68 und 84-- parallelgeschaltet, wodurch der Frequenzgang der Regelschleife entsprechend geändert wird. Zur Erzeugung des Triggersignals für die Leitung - dient ein Impulsgenerator --90--, der vom Kopfumschaltimpuls auf der Leitung --52-- aus- gelöst wird und bei Auslösung an seinem Ausgang einen Impuls mit einer Dauer von 10 Ils zum
Schliessen des Schalters --86-- während dieser Dauer abgibt.
Nach Beendigung des 10 Ils-Impulses öffnet der Schalter --86-- und der Frequenzgang der Regelschleife wird wieder auf seinen niedri- geren Wert gebracht, wobei der zugehörige Frequenzgang der Regelschleife für die normalerweise auftretenden Amplitudenänderungen des Farbartsignals ausreicht. In Fig. 3 ist links oben der eine
Dauer von 10 Ils aufweisende Impuls in entsprechendem Verhältnis dargestellt, wobei solche Impul- se zu jedem Kopfumschaltzeitpunkt 78 auftreten. Die in Fig. 3e dargestellten Ausgleichvorgänge 80 gelten für den erweiterten Frequenzgang und die strichliert dargestellten Ausgleichvorgänge 92 würden ungefähr in dieser Form auftreten, wenn der Schalter --86-- nicht geschlossen und die
Grenzfrequenz der Regelschleife nicht erhöht würde.
In diesem letzteren Fall wäre der Pegel des
Farbartsignals nicht konstant und würde sich noch bei der Darstellung des Fernsehbildes verän- dern, anstatt bereits in der Austastperiode ausgeregelt zu werden, wie dies erwünscht ist.
Zum Erhalten des Leuchtdichte-Korrektursignals auf der Leitung --56-- wird das Pilotsignal vom Demodulator --38-- über die Leitung --50'-- zunächst durch das Schmalbandfilter --66-- geleitet, dessen Bandbreite vorzugsweise weniger als etwa 300 kHz beträgt und sogar nur 70 kHz betragen kann, wobei alle ausserhalb dieser Bandbreite liegenden Frequenzkomponenten wirksam unterdrückt werden.
Das gefilterte Pilotsignal gelangt dann an einen Begrenzer --96--, dessen
Ausgangssignal über eine Leitung --100-- an einen Frequenzmodulationsdiskriminator --98-- ge- führt ist, dessen Ausgangsspannung proportional der Frequenz des Eingangssignals von der Leitung - ist. Das Ausgangssignal des Frequenzmodulationsdiskriminators --98-- wird über eine
Leitung --102-- durch ein von einem Widerstand --106-- und einem Kondensator --108-- gebildetes
Filter --105-- an einen Verstärker --104-- geführt, wobei die Zeitkonstante des Filters --105-- so gewählt ist, dass das durchgelassene Signal durch Geschwindigkeitsänderungen u.
dgl. verursach- ten normalen Änderungen ohne weiteres folgen kann, dass aber grosse Fehler, wie sie in der Kopf- umschaltzeit auftreten, nicht rasch genug ausgeregelt werden können. Da das Ausgangssignal des
Frequenzmodulationsdiskriminators --98-- auf der Leitung --102-- mit Rauschen behaftet ist, schwächt das Filter --105-- das Rauschen wirkungsvoll ab, erlaubt aber die Korrektur der normalerweise im System auftretenden Geschwindigkeitsfehler. Die Fig. 3a und 3b zeigen Wellenformen, wie sie als Folge eines für die Betriebsweise des Gerätes typischen Geschwindigkeitsfehlers an verschiedenen Stellen der Schaltungsanordnung auftreten.
Der in Fig. 3a gezeigte Fehler hat im allgemeinen die Form eines Rampensignals, dessen geneigter Abschnitt --110-- einen typischen Geschwindigkeitsfehler darstellt, der beispielsweise durch schlechte Ausrichtung einer Bandführung in einem Videorecorder verursacht ist, und dessen vertikaler Abschnitt --112-- die mit einer Wiederholungsfrequenz von etwa 960 Hz auftretende Umschaltung von einem Magnetkopf zum andern anzeigt, wobei die Kopfumschaltfrequenz dadurch gegeben ist, dass das Kopfrad mit 240 s-l umläuft und vier Magnetköpfe trägt. Die angegebene Drehzahl des Kopfrades von 240 s-'gilt für die NTSC-Fernsehnorm und hiebei tritt eine Kopfumschaltfrequenz von 960 Hz auf, wenn das Kopfrad vier Magnetköpfe aufweist.
Da sich ein Geschwindigkeitsfehler in Form einer Frequenzabweichung des Pilotsignals vom vorbestimmten Wert auswirkt, liefert der Frequenzmodulationsdiskriminator ein Ausgangssignal mit einer Wellenform gemäss Fig. 3b, welche einen Rampenabschnitt --114-- (mit überlagertem Rauschen) und ein zur Kopfumschaltzeit auftretendes Ausgleichsignal 116 aufweist. Das Filter --105-- entfernt das Rauschen vom Ausgangssignal des Frequenzmodulationsdiskriminators, wobei aber für diese Funktion eine so niedrige Grenzfrequenz erforderlich ist, dass das Signal dem raschen Übergang während der Kopfumschaltzeit nicht folgen kann. Das Ausgangssignal des Filters --105-würde ohne besondere Vorkehrungen etwa den in Fig. 3b mit der strichlierten Linie 118 angegebenen Verlauf haben, der den Geschwindigkeitsfehler nicht mit der gewünschten Genauigkeit wiedergibt.
Daher ist Vorsorge für eine Änderung des Frequenzganges getroffen, um am Eingang des Verstär-
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kers --104-- den tatsächlichen Geschwindigkeitsfehler genauer wiedergeben zu können und dennoch das im Ausgangssignal des Frequenzmodulationsdiskriminators enthaltene Rauschen unterdrücken zu können.
Für die Verarbeitung des dem Verstärker --104-- zugeführten Signals in einer Weise, dass es dem tatsächlich auftretenden Geschwindigkeitsfehler entspricht, wie es in Fig. 3a dargestellt ist, sind Massnahmen getroffen, damit das Signal rasch jenen Pegel erreichen kann, welcher am Ausgang des Frequenzmodulationsdiskriminators kurz nach Ablauf der Kopfumschaltzeit herrscht,
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zugeführte Signal ist in Fig. 3c dargestellt und ist durch Anwendung einer Abtasttechnik erhalten, bei welcher eine genau auf die Kopfumschaltung abgestimmte Taktung angewendet wird, um den Kondensator --l08-- rasch auf den entsprechenden niedrigen Wert umzuladen.
Zum raschen Umladen des Kondensators --108-- wird das Ausgangssignal des Impulses mit einer Dauer von 10 is erzeugenden Impulsgenerators --90-- auch über eine Leitung --120-- an einen Schalter --122-- geführt, welcher jeweils während der Dauer eines Impulses geschlossen wird und dabei den Kondensator --108-- mit einem Kondensator --124-- verbindet, der auf einen
Wert aufgeladen ist, der ungefähr dem niedrigen Wert am Ende des Zeitintervalles --126-- kurz nach der Kopfumschaltung entspricht.
Beim Auftreten einer Kopfumschaltung wird der Schalter - unter dem Einfluss eines vom Impulsgenerator --90-- gelieferten Impulses 10 fis lang ge- schlossen, wobei unter Steuerung durch den Kondensator --124-- der Kondensator --108-- rasch auf den im Kondensator --124-- gespeicherten Wert umgeladen wird.
Durch Schliessen des Schalters --122-- wird somit die Ladespannung des Kondensators --108-an die Ladespannung des Kondensators --124-- angeglichen. Der Schaltvorgang hat einen doppelten Zweck, u. zw. werden einerseits Umschalt-Ausgleichvorgänge unterdrückt, so dass diese keine Störungen verursachen können, und anderseits wird das Fehlersignal rasch auf jenen Wert gebracht, der nach dem Öffnen des Schalters --122-- tatsächlich auftritt. Nach dem Öffnen des Schalters - arbeitet das Filter --105-- wieder mit seinem normalen Frequenzgang, der zum Verfolgen der üblichen Geschwindigkeitsfehler ausreicht.
Bei einem mit mehreren Magnetköpfen arbeitenden Videorecorder kann es wünschenswert sein, jedem Magnetkopf einen gesonderten Kondensator zuzuordnen und mit einem Schalter nacheinander die entsprechenden Kondensatoren abzutasten, um dem Kondensator --108-- eine den Eigenschaften des jeweiligen Magnetkopfes entsprechende Haltespannung zuzuführen.
Die Spannung für den Kondensator --124-- wird vom Ausgang des Frequenzmodulationsdiskriminators mittels einer Abtast- und Haltetechnik in der nachstehend beschriebenen Weise abgeleitet. Am Ende des vom Impulsgenerator --90-- erzeugten Impulses von 10 (is Dauer wird ein Impuls mit einer Dauer von 5 sus erzeugender Impulsgenerator --130-- getriggert, welcher einen Schalter --132-- steuert, der über eine Leitung --134-- mit der Ausgangsleitung --102-- des Frequenzmodulationsdiskriminators verbunden ist. Während des 5 fls dauernden Impulses im Anschluss an das Intervall von 10 us verbindet der geschlossene Schalter --132-- den Kondensator --124-- mit dem Ausgang des Frequenzmodulationsdiskriminators --98--.
Während des kurzen Zeitintervalls - 128- (Fig. 3b) jeder Kopfabtastperiode tastet der Kondensator --124-- die Spannung ab und speichert einen Mittelwert aus dem Zeitintervall, in welchem die Spannung den niedrigsten Pegel hat, dessen Wert jener Wert ist, der dem Kondensator --108-- unmittelbar vor dem Abtastintervall aufgeprägt wird.
Da der Mittelwert ein Mass für den durch die Ausgangsspannung des Frequenzmodulationsdiskriminators --98-- bestimmten auftretenden Geschwindigkeitsfehler ist, führt das vorstehend beschriebene Umschalten zu dem in Fig. 3c dargestellten Ergebnis, wobei vor dem Beginn jedes Rampenabschnittes ein Abschnitt konstanten Potentials auftritt und die grossen Schalt-Ausgleichvorgänge aus dem Signal entfernt sind, so dass ansonsten mögliche Störungen auf ein Mindestmass herabgesetzt sind und das Fehlersignal rasch auf jenen Wert geändert wird, den es haben soll.
Nun hat das geglättete Signal allerdings während einer Zeitdauer von etwa 15 fls unmittelbar anschliessend an die Kopfumschaltung konstantes Potential anstatt der Rampenform, die dem tatsächlichen Geschwindigkeitsfehler entspricht, jedoch liegt dieses Zeitintervall in der Horizontal- - Austastlücke und beeinträchtigt daher die Bildwiedergabe nicht.
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Das verarbeitete Signal wird im Verstärker --104-- verstärkt und liegt an der Leitung - -138--, von welcher es mit Wechselspannungskopplung über einen Kondensator --140-- auf eine Leitung --56-- übertragen wird, die das Leuchtdichtekorrektursignal liefert, welches in der Addierschaltung --42-- mit dem Farbfernsehsignal zusammengefügt wird.
Der Widerstand --106--, die Kondensatoren --108 und 124--, die Verstärker --104 und
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eine Filterschaltung gemäss der Erfindung.
Ausser zum Erzeugen des Leuchtdichte-Korrektursignals wird das Pilotsignal auch zur Bildung eines Bezugssignals für Zeitbasiskorrektur verwendet, wie dies bereits erwähnt wurde. Nach Durchgang des Pilotsignals durch das Schmalbandfilter --66-- und Begrenzung im Begrenzer --96-gelangt das Signal an einen statischen Phasenschieber --144-- mit einem Einsteller --146--, durch dessen Einstellung die Phasenverschiebung auf Null gebracht werden kann, d. h. es werden damit vom Filter --66-- (oder andern Baugruppen) verursachte Phasenverschiebungen kompensiert, die für durch den Aufzeichnungs- und Wiedergabevorgang bedingte Verzerrungen des Videosignals nicht repräsentativ sind. Der statische Phasenschieber --144-- arbeitet mit einem dynamischen Phasenschieber --148-- zusammen, dessen Phaseneinstellung mittels einer daran angelegten Steuerspannung erfolgt.
Der Frequenzmodulationsdiskriminator --98-- liefert eine Ausgangsspannung, die sich proportional zur Frequenz des Pilotsignals ändert, und diese Ausgangsspannung wird über einen Kondensator --150-- und eine Leitung --152-- zur Steuerung an den dynamischen Phasen- schieber --148-- geführt. Der Kondensator --150-- dient zur Wechselspannungsankopplung des spannungsgesteuerten dynamischen Phasenschiebers --148--, weil die Gleichspannungskomponente des nach dem Bandpassfilter --66-- vorhandenen Fehlersignals verfälscht sein kann. Wegen der gerin-
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oder Verzerrung des Pilotsignals zur Folge haben, die durch das Schmalbandfilter --66-- selbst bedingt ist.
Auf Grund eines solchen Effektes gibt die Phasenlage des Pilotsignals kein genaues Bild der wirklichen Phasenlage des wiedergegebenen Pilotsignals und aus diesem Grund werden die Phasenschieber --144 und 148-zur Korrektur des durch das Schmalbandfilter --66-- selbst eingeführten Phasenfehlers verwendet.
Da eine Änderung der Frequenz des Pilotsignals die Erzeugung einer Ausgangsspannung am Frequenzmodulationsdiskriminator --98-- zur Folge hat, welche der Frequenzänderung proportional ist, entsteht durch die über die Leitung --152-- zurückgeführ- te, den dynamischen Phasenschieber --148-- steuernde schwankende Regelspannung eine Regelschleife, welche die vom Bandpassfilter --66-- verursachten Phasenfehleränderungen und die durch den
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verursachte Phasenverzerrung eine Funktion der Frequenz ist, regelt die Ausgangsspannung des Frequenzmodulationsdiskriminators --98-- den dynamischen Phasenschieber --148-- zur Änderung der Phasenlage in solcher Weise,
dass die durch das Bandpassfilter --66-- hervorgerufenen Änderungen der Phasenverschiebung sowie jegliche im wiedergegebenen Signal vorhandenen Geschwindigkeitsfehler kompensiert werden. Da die korrigierende Spannung der Änderung proportional ist, kann man mit dem Einsteller --146-- des statischen Phasenschiebers --144-- den vom Bandpassfilter - verursachten statischen Phasenfehler tatsächlich auf Null bringen. Das am Ausgang des dynamischen Phasenschiebers --148-- vorhandene Pilotsignal liefert ein Bild über Phasen- und Frequenzabweichungen, die nach Beseitigung von Geschwindigkeitsfehlern im Pilotsignal auftreten, welches schliesslich die Zeitbasiskorrekturschaltung steuert, nachdem es im Teiler --154-- durch 1, 5 geteilt wurde, um auf der Ausgangsleitung --58-- ein Signal mit der Frequenz des Farbhilfsträgers zu erhalten.
Unter Berücksichtigung des Umstandes, dass die Phaseninformation des Pilotsignals für die Zeitbasiskorrekturschaltung verwendet wird, wird es verständlich sein, dass die genaue Phasenlage des Pilotsignals gegebenenfalls nicht mit der Phasenlage des Farbfernsehsignals übereinstimmen wird. Es wäre in der Praxis unrealistisch, anzunehmen, dass bei allen Videoaufzeichnungen genau die gleichen Phasenbeziehungen vorhanden sind, und daher ist es erwünscht, einen Phasen-
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vergleich zwischen der Phasenlage des Pilotsignals und der Phasenlage des Farbsynchronsignals vorzunehmen, damit diese Phasen starr gekoppelt werden können.
Eine andere Einflussgrösse, die zu einem Phasenfehler des Pilotsignals beitragen kann, ist die Temperaturempfindlichkeit von Schal- tungsbauteilen, wie etwa des Schmalbandfilters und anderer Baugruppen, durch welche das Pilot- signal übertragen wird.
Für einen Phasenvergleich zwischen Pilotsignal und Farbsynchronsignal wird das Videosignal über die Leitung --54-- an das Farbsynchronsignaltor --158-- geführt, welches das abgetrennte
Farbsynchronsignal über eine Leitung --160-- durch ein Bandpassfilter --159-- an einen Phasenkomparator --162-- leitet, der die Phasenlage des Farbsynchronsignals mit der Phasenlage des
Pilotsignals von der Leitung --164-- vergleicht. Das Ausgangssignal des Phasenkomparators --162-- ist eine langsam schwankende Gleichspannung, die über eine Leitung --166-- und einen Widerstand --167-- ebenfalls über die Leitung --152-- an den spannungsgesteuerten dynamischen Phasenschieber --148-- geführt wird.
Somit liefert der Phasenvergleich zwischen Farbsynchronsignal und Pilotsignal ein niederfrequentes oder Gleichspannungs-Fehlerkorrektursignal, das über eine lange Zeitperiode wirkt und für eine phasenstarre Kopplung zwischen Farbsynchronsignal und Pilotsignal sorgt. Der Widerstand --167-- und der Kondensator --150-- bilden ein Filter, durch welches das Ausgangssignal vom Phasenkomparator --162-- dem Phasenschieber --148-- zugeführt wird. Es kann erwünscht sein, für jeden einzelnen Magnetkopf einen gesonderten Kondensator vorzusehen, wobei ein Kommutierungsschalter zum zyklischen Anschalten der einzelnen Kondensatoren an den Widerstand dient, wenn man bei einem Videorecorder mit mehreren Video-Magnetköpfen Unterschiede in der Phasenlage zwischen Pilotsignal und Farbsynchronsignal für jeden einzelnen Magnetkopf ausgleichen will.
Die Verwendung einzeln kommutierter Kondensatoren erlaubt es, für jeden einzelnen Kopf einen eigenen Korrekturmittelwert vorzusehen, anstatt einen einzigen Korrekturmittelwert für alle Magnetköpfe vorzusehen, wie dies der Fall ist, wenn nur ein einziger Kondensator --150-- vorhanden ist.
Das Farbsynchronsignal dient noch einem weiteren Zweck im Zusammenhang mit dem Pilotsignal, bevor es der Zeitbasiskorrekturschaltung --44-- zugeführt wird, und das Ausgangssignal des Farbsynchronsignaltores --158-- auf der Leitung --160-- wird daher auch noch über eine Leitung --168-- einem Voreinstell-Eingang des Teilers --154-- zugeführt. Der Grund für die Verwendung des Farbsynchronsignals für die Voreinstellung des Teilers liegt darin, dass bei Verwendung eines Vervielfachers zum Erhalten der Pilotsignalfrequenz mit dem 1, 5fachen Wert der Farbhilfsträgerfrequenz eine Vervielfachung mit dem Faktor 3 (sowie eine Teilung durch 2) vorgenommen werden muss und dass durch die spätere Teilung durch 3 (sowie Multiplikation mit 2) eine Mehrdeutigkeit in das Signal eingeführt wird,
so dass dieses irgendeine von drei bestimmten Phasenla-
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des geteilten Farbhilfsträgersignals auszuschalten.
Ähnliche Phasenverzerrungseffekte wie durch das Schmalbandfilter --66-- entstehen auch in andern Teilen der Schaltungsanordnung, wie in der Zeitbasiskorrekturschaltung und in dem Bandpassfilter --159-- mit etwas grösserer Bandbreite von etwa 100 bis etwa 300 kHz. Die verschiedenen Fehler summieren sich im System, teilweise in der Zeitbasiskorrekturschaltung und teilweise im Demodulator --38--. Zum Ausgleichen solcher summierten Phasenfehler wird mit der Leitung - eine weitere Regelschleife gebildet, welche die das Leuchtdichtekorrektursignal führende Leitung --138-- mit dem Phasenkomparator --162-- verbindet.
Da der Phasenkomparator --162-das Farbsynchronsignal mit dem Farbhilfsträgersignal vergleicht, moduliert das über die Leitung - zugeführte Signal lediglich das Bezugssignal des Phasenkomparators, um die im System summierten Phasenfehler abzuziehen. Wenn beispielsweise das Kopfrad zu schnell läuft, ist die Frequenz des Farbsynchronsignals zu hoch, und da das Farbsynchronsignal durch frequenzbandbegrenzende Filter geleitet wird, wird seine Phasenlage geändert, so dass das Farbsynchronsignal einen Phasenfehler aufweist.
Das Signal wird in einer eine Rückverschiebung bewirkenden Phasenlage angelegt, um den Fehler abzuziehen, wobei das Fehlerkorrektursignal eine über die Leitungen - 166 und 152-- in der bereits beschriebenen Art dem spannungsgesteuerten Phasenschieber --148-zugeführte Gleichspannungskomponente aufweist.
Einzelheiten von Schaltungen zum Ausführen der an Hand der Blockschaltung von Fig. 2 be-
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