Magnetband-Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für Fernsehsignale Die Erfindung bezieht sich auf ein Magnetband- Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für Fernsehsignale mit einem aufzeichnenden und einem wiedergebenden Magnetkopf und den zugehörigen Schaltungssystemen, wobei die Magnetköpfe in gleitender Berührung mit ein und derselben Spur des Magnetbandes sind, das mit konstanter Geschwindigkeit vorbeiläuft.
In einem solchen, oben erwähnten System sieht man sich beträchtlichen Schwierigkeiten bei der Stabilisie rung des in dem wiedergegebenen Fernsehsignal enthal tenen Synchronsignals gegenüber. Dies gilt besonders dann, wenn von der Technik der direkten Aufzeichnung und direkten Wiedergabe Gebrauch gemacht wird. Die Bezeichnungen (direkte Aufzeichnung und direkte Wiedergabe beziehen sich dabei auf eine solche Technik, bei der die üblicherweise verwendete Frequenzmodu- lation vollkommen fallen gelassen wurde.
In der Aufzeichnungstechnik von Fernsehsignalen, wie auch im Falle der Ton- bzw. Radiotechnik, beruht die Wiedergabe mittels Wiedergabekopf auf der Span nung, die durch die Veränderungen des Aufnahme-Ma- gnetflusses induziert wird, was bedeutet, dass das Wesen der magnetischen Wiedergabe in differenzmässigen Wir kungen liegt. Um das Auftreten von Unregelmässigkei- ten in dem wiedergegebenen Signal zu vermeiden, wird dies zur Korrektur in einer Entzerrer-Schaltung behan delt, die beispielsweise eine Dämpfungscharakteristik von 6 db/okt hat.
Aber selbst bei Verwendung derartiger Korrekturmittel kann das so behandelte Signal nicht über den gesamten Frequenzbereich ausreichend korri giert werden. Die unvollständige Korrektur ist beson ders vorherrschend in dem Bereich der niederfrequen ten Signalkomponenten. Das durch diese Korrektur ent stehende Signal weist im allgemeinen beträchtliche De formationen auf, insbesondere bei den vertikalen Syn chronsignalen, die in dem wiedergegebenen Fernseh signal enthalten sind, was im folgenden noch genauer beschrieben wird.
Bei einer allgemein angewandten Gegenmassnahme zur Korrektur des resultierenden, unbeabsichtigt welligen Fernsehsignales, wenn man dieses über eine auseinan- dergezogene Zeitspanne als Ganzes betrachtet, werden Klemm oder Blockierschaltungen im Wiedergabesystem vorgesehen, um die Scheitel der Synchronsignale auf einem konstanten Signalniveau zu halten. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, dass selbst bei Verwendung einer sol chen Klemmschaltung es höchst kompliziert ist, die ver tikal verzerrten Synchronsignale in ihrer Gestalt in einem befriedigenden Masse zu korrigieren.
Wenn solch ein aufgenommenes Signal, das stark verzerrte niederfre quente Signalkomponenten, wie z.B. vertikale Synchron signale, enthält, auf ein Kontrollgerät gegeben wird, so stösst man auf beträchtliche Schwierigkeiten bei der Trennung der Synchronsignale vom Fernsehsignal, und die wiedergegebenen Bilder sind beträchtlichen Schwan kungen unterworfen infolge des unstabilen Zustandes dieser Synchronsignale.
Es ist deshalb ein stark verbessertes Fernsehauf- zeichnungs- und Wiedergabesystem erwünscht, das dazu noch von einfacherer Bauart ist, bei dem die wieder gegebenen Synchronsignale sehr genau und ausreichend geformt sind, um bei der Wiedergabe scharf begrenzte und gut stabilisierte Bilder zu liefern.
Ein weiterer erheblicher Nachteil, auf den man in der konventionellen Vergleichstechnik trifft und der ohne Anwendung höchst komplizierter Schaltungen nur schwer zu beseitigen ist, ist ein sehr ungünstiges Signal-Rausch- Verhältnis, das in der folgenden Beschreibung als S/R abgekürzt wird. Dies wird verursacht durch den weiten Spannungsbereich des Fernsehsignales im Vergleich mit dem relativ schmalen, linearen, charakteristischen Be reich des aufnehmenden Magnetmediums, z. B. eines magnetfähig überzogenen Aufnahmebandes.
Es ist deshalb ein Fernseh-Bandaufzeichnungs- und Wiedergabesystem vorstehend geschilderter Art er wünscht, das zur Lieferung eines stark verbesserten S/R Verhältnisses im Vergleich mit dem bei der üblichen Technik erreichbaren im Stande ist, was im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch ausführlicher beschrieben wird.
Bei dem erfindungsgemässen Magnetband-Aufzeich- nungs- und Wiedergabegerät für Fernsehsignale werden die Nachteile der bekannten Technik vermieden. Die Lösung besteht darin, dass im Aufzeichnungssystem Mittel zum Umkehren der Polarität eines auf den Auf zeichnungskopf zu gebenden Fernsehsignales in zeit lichen Abständen vorgesehen sind und dass ferner im Wiedergabesystem Mittel zum Wiederumkehren der so umgekehrten Polarität des wiederzugebenden Signales zu entsprechenden Zeitabständen vorhanden sind, um ein ebenso regelmässig geformtes Fernsehsignal wie das zum Aufzeichnungssystem gelieferte, zu erhalten.
Nachfolgend werden neben grundsätzlichen Erläute rungen, Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. In der beiliegenden Zeichnung zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fernseh signalen, wie es in einem konventionellen, aufzeichnenden und wiedergebenden Fernseh-Bandgerät wiedergegeben wird, wobei die Darstellung besonders den dabei verzerr ten Teil des Fernsehsignalen zeigt, wie besonders aus der vertikal herausgeschnittenen Zeitspanne ersichtlich ist, Fig. 2 eine schematische Kurvendarstellung, die das Verhältnis zwischen dem Restmagnetismus auf einem beschriebenen Magnetband und einem eingeprägten Zwi schenfeld für den Fall der magnetischen Aufzeichnung eines zusammengesetzten Bildsignalen zeigt,
Fig. 3 ein vergrössertes schematisches Diagramm. das die Form eines Teiles eines Fernsehsignalen erläutert, im wesentlichen während einer vertikal herausgeschnit tenen Zeitperiode, Fig. 4 ein Blockdiagramm, das eine bevorzugte Aus führungsform des Aufzeichnungssystemen als einen Teil des erfinderischen Gerätes erläutert, Fig. 5 ein Blockdiagramm, das eine bevorzugte Aus führungsform des Wiedergabesystemes als Teil des erfin derischen Gerätes wiedergibt, Fig. 6A ein schematisches Diagramm zur Erläute rung eines Musters des behandelten Signalen,
wie es vor der Eingabe auf einen Entzerrer im Verlaufe der Wie dergabestufen erscheint, Fig. 6B ein schematisches Diagramm des behandel ten Fernsehsignalen, das auf dem Band direkt aufge zeichnet wurde, Fig. 7 eine geringfügig modifizierte Ausführungs form des in Fig. 5 gezeigten Wiedergabesystems, Fig. 8 den Aufzeichnungsteil einer zweiten Ausfüh rungsform des erfinderischen Gerätes, erläutert in einem Blockdiagramm und Fig. 9 ein Blockdiagramm des Wiedergabeteiles der zweiten Ausführungsform dieser Erfindung.
Bevor in die detaillierte Beschreibung mehrerer be vorzugter Ausführungsformen der Erfindung eingetreten wird, werden die der früheren Technik innewohnenden und im vorhergehenden schon kurz erwähnten Nachteile unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 noch weiter er läutert.
In Fig. 1 ist ein Muster eines wiedergegebenen Fern sehsignalen, wie es bei direkter Aufzeichnung und direk ter Wiedergabe gemäss dem Vorhergehenden auftritt, schematisch dargestellt. In dieser Figur ist der Teil des Signalen, der sich über die vertikal herausgeschnittene Periode L erstreckt, als stark verzerrt von der entspre chenden regelmässigen Form zu erkennen die in An betracht ihres vertrauten Bildes nicht dargestellt ist.
Weiter wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 das Pro blem des Verhältnisses S/R, wie es besonders beim direkten Aufzeichnen auftritt, beschrieben. Wenn die Vormagnetisierungstechnik angewandt wird, ist- der Rest- magnetismus auf dem magnetisierbaren Aufzeichnungs medium so wie in der Figur dargestellt, wobei jedoch darauf hinzuweisen ist, dass hier das Symbol H' nicht die in der Fernsehtechnik übliche Bedeutung hat, son dern die in der Magnettechnik allgemein verwendete. Man erkennt, dass wenn das eingeprägte magnetische Feld innerhalb des Bereiches H' liegt, die gewünschte lineare Charakteristik der magnetischen Umwandlung aufrechterhalten wird.
Die Amplitude oder der doppelte Scheitelwert des aufzuzeichnenden Signals soll im mit H' bezeichneten Bereich so gross als möglich sein, so dass auch das S/R Verhältnis so gross als möglich ist. In einer wechselstrom- mässig gekoppelten Einrichtung, wie bei der magneti schen Aufzeichnung und Wiedergabe, tritt jedoch nor malerweise beim Fernsehsignal ein beachtlicher Verlust an niederfrequenten Komponenten auf, und die Null achse dieses Signals ist erheblichen Schwankungen unter worfen und der gesamte Amplitudenbereich wird be achtlich grösser als der doppelte Scheitelwert.
Damit der gesamte Amplitudenbereich auf dem geraden Teil 2H' der Kennlinie (2) für den Restmagnetismus (Fig. 2) fällt, muss der doppelte Scheitelwert des Signals wesentlich kleiner als 211' gemacht werden, wodurch auch das Ver hältnis S/R kleiner wird.
Ausserdem kann man ohne Übertreibung sagen, dass bei der konventionellen Technik verschiedene Geräusche, wie sie vom Bandsystem ebenso wie vom Verstärker system herrühren können und dem Fernsehsignal über lagert werden, nicht in befriedigendem Masse entfernt werden konnten.
In Fig. 3 ist ein Teil eines Musters des regelmässigen Fernsehsignales, insbesondere das, das sich erstreckt über den mit L bezeichneten, vertikal herausgeschnit tenen Zeitabschnitt, schematisch dargestellt, woraus ein deutlicher Vergleich mit dem zugehörigen verzerrten, mit dem gleichen Symbol in Fig. 2 bezeichneten Muster möglich ist.
Diese Art des Fernsehsignalen enthält natur- gemäss einen grossen Betrag von niederfrequenten Kom ponenten, und wenn dieses Signal einem System mit niederfrequenter Übertragungscharakteristik zugeführt wird, so wird das resultierende oder behandelte Signal eine beträchtliche Verzerrung seiner Form aufweisen, wie dies bereits unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert wurde.
Obgleich die Erfindung nicht hierauf begrenzt ist, wird die detaillierte Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsformen fortgesetzt werden, in denen das Fernsehsignal in seiner Polarität in regelmässigen Zeit abständen H um 180 gedreht wird, wobei H wieder der in der Fernsehtechnik übliche Ausdruck ist.
Nun wird auf Fig. 4 Bezug genommen, bei dem ein gemischtes Fernsehsignal über eine Eingangsklemme 9 auf einen Vorverstärker 10 von konventioneller Bauart gegeben wird. In Fig. 3 ist eine Wellenform dieses Si gnalen als Beispiel gezeigt. Das verstärkte Signal (M) kommt zu einem Verbindungspunkt 11, von wo es über zwei getrennte Systeme weitergeleitet wird.
Im ersten System wird das Signal zum Synchron- signaltrenner 12 gegeben. Das abgetrennte Synchron signal wird einer Differenzierschaltung 13 zugeführt, wo bei auf bekannte Weise steilansteigende Impulse erzeugt werden( vergleiche Fig. 6A). Diese Impulse werden auf einen Frequenzteiler 14 gegeben, der einen Oszillator enthält, und in ein aus Rechteckimpulsen bestehendes Signal (N) umgewandelt, das die halbe Frequenz in bezug auf das zugeführte Signal hat, und dann einer Verzöge rungsschaltung 14 zugeführt.
Das so verzögerte Signal wird auf zwei Wegen wei ter behandelt. Auf dem ersten Weg wird dieses Signal über einen Verbindungspunkt 15 einem Aufzeichnungs verstärker 16 zugeführt, dessen Ausgang auf einen ma gnetischen Aufzeichnungskopf 17 gegeben wird, der zur Aufzeichnung der gelieferten Impulse auf einer ersten Aufzeichnungsspur des Bandes T dient.
Auf dem zweiten Wege wird das Signal über den Ver bindungspunkt 15 und die Leitung 28 zum Verbindungs punkt 18 gegeben und wiederum in zwei verschiedenen Wegen weiterbehandelt.
Auf einem der zuletzt erwähnten Wege wird das Si gnal (N) auf eine Gatterschaltung 19 gegeben, während auf dem zweiten Wege das gleiche Signal über eine Lei tung 26 zu einer Phasenumkehr-Schaltung 21a weiter geleitet wird, wo das Signal so behandelt wird, dass sich seine Phasenlage um 180 dreht und dann auf die Gatterschaltung 22 gegeben.
Andererseits wird das vom Verbindungspunkt 11 ab gezweigte Fernsehsignal über eine Leitung 27 zum Ver bindungspunkt 20 geführt, und von da aus auf zwei ver schiedene Arten behandelt. Zur ersten Art wird das Signal einer Gatterschaltung 19 zugeführt, während zur zweiten Art das Signal in einer Phasenumkehr-Schal- tung 21 behandelt wird und von da in Wellenform (0) zur Gatterschaltung 22 gelangt.
Die in den Schaltungen 19 und 22 behandelten Fern sehsignale (P und Q) werden auf einen Mischer 23 wei tergegeben. In der Mischstufe werden die Signale P und Q kombiniert, so dass der doppelte Scheitelwert des re sultierenden Signals kleiner als das Doppelte der Am plitude des ursprünglichen. nicht bearbeiteten Signals ist.
In der dargestellten Einrichtung sind die beiden Signale so kombiniert, dass der Schwarzpegel des Signals P im wesentlichen mit dem Weisspegel des Signals Q koinzidiert. Das daraus kombinierte Signal (R) wird in einem Aufzeichnungsverstärker 24 verstärkt und von da auf einen getrennten Aufzeichnungskopf 25 zur Auf zeichnung auf einer zweiten Spür des gleichen Bandes T gegeben.
Die so auf dem Band aufgezeichneten Signale können mittels eines z. B. in Fig. 5 erläuterten Wiedergabesy- stemes wiedergegeben werden.
Wie aus Fig. 6 ersichtlich, wird das auf der ersten Spur des Bandes aufgezeichnete Signal von einem ersten Wiedergabekopf 30 aufgenommen und dann in einem Vorverstärker 31 verstärkt. Die Wellenform dieses Aus ganges (M') wird in einer Schaltung 32 behandelt, welche den Auftastimpuls um 0,1-3,8 [,sec verzögert, wenn an der hinteren Scharzschulter die Umpolarisierung des Si gnals eingeleitet werden soll, und deren Ausgangssignal zu einem Verbindungspunkt 33 geleitet wird und in zwei verschiedenen Formen weiter behandelt wird.
Bei der ersten Form wird das Signal über eine Lei tung 46 auf eine Gatterschaltung 34 gegeben, während bei der zweiten Form das Signal über eine Leitung 47 zur Phasenumkehr-Schaltung 35 gegeben wird, und von da aus in Wellenform (N') zur Gatterschaltung 36.
Auf der anderen Seite wird das auf der zweiten Spur des Bandes aufgezeichnete Signal von einem zweiten Wiedergabekopf 37 aufgenommen, in einem Vorverstär ker 38 verstärkt und--in einem Entzerrer 39 behandelt, worauf das Signal zu einem Verbindungspunkt 40 ge geben wird, um auf zwei verschiedene Methoden behan delt zu werden. Bei der ersten Methode wird das Ausgangssignal zu einer Gatterschaltung 34 übertragen, während bei der zweiten Methode das gleiche Ausgangssignal (O') über eine Phasenumkehr-Schaltung 41 auf eine Gatterschal- tung 36 gegeben wird.
Die in den Gatterschaltungen 34 bzw. 36 behandelten Signale (P' und Q') werden in einem Mischer 42 kombiniert. Das kombinierte Ausgangssi gnal (R') wird dann in einer Schwarzwerthaltung 43 zur Wiederbildung von Gleichstrom- und niederfrequenten Komponenten behandelt und schliesslich wird das voll ständig wiedergegebene Fernsehsignal in einem Ver stärker 44 verstärkt und über einen Ausgangsanschluss 45 auf ein Empfangsgerät, z. B. ein nicht gezeigtes kom merzielles Fernsehgerät, gegeben.
In der bis hierher beschriebenen Ausführungsform wurden Gatterimpulse aufgezeichnet und wiedergegeben in einer getrennten und von derjenigen für die Fern sehsignale verschiedenen Spur. Dieses Verfahren ist je doch kein unbedingt notwendiges Erfordernis der Er findung und, wie im folgenden noch genauer beschrieben, kann die getrennte Behandlung vermieden werden. .
Wie in Fig. 6A dargestellt, stellt das Signal vor seiner Behandlung im Entzerrer an den Punkten, wo die Pola rität des Signales umgekehrt ist, steile Impulse dar und diese Eigenart des Signales kann vorteilhaft zum Er reichen des gewünschten Zweckes verwendet werden. Zum Vergleich stellt Fig. 6B an einem Beispiel und sche matisch die Form des aufgezeichneten Signales dar, das gemäss dem vorstehend geschilderten Prinzip gewonnen wurde und das in der in Fig. 7 gezeigten Anordnung eingesetzt werden kann, was aus der folgenden Beschrei bung verständlich wird.
Beim Wiedergabevorgang mittels der in Fig. 7 ge zeigten Anordnung wird das von einem Wiedergabekopf 50 von der zweiten Spur auf dem Band T aufgenomme ne Fernsehsignal im Vorverstärker 51 verstärkt und auf einen Verbindungspunkt 25 gegeben, von wo aus es auf zweierlei Weise behandelt wird.
Gemäss der ersten Weise wird das Signal auf eine Ansprechschwelle 53 zum Abtrennen von bei jeder um- kehrter Polarität des Signales auftretenden Impulsen gegeben. Das abgetrennte Signal wird in einem Verstär ker 54 verstärkt, dessen Ausgangssignal bei (A) als Bei spiel angegeben ist. Dieses Signal wird dann zur Aus lösung auf einen monostabilen Multivibrator 55 gegeben. Z. B. wird die Breite des von diesem Multivibrator ge lieferten Impulses gleich ein H gewählt, wobei H be kanntlich 63,5 ms entspricht.
Das vom Multivibrator 55 gelieferte Ausgangssignal, dessen Wellenform als Beispiel bei (B) gezeigt ist, wird auf den Verbindungspunkt 56 gegeben und von dort nach zweierlei Methoden weiter behandelt.
Bei der ersten Methode wird das Signal auf eine Gatterschaltung 57 gegeben, während bei der zweiten Methode das Signal über eine Polarität-Umkehrschal- tung 58 auf die Gatterschaltung 59 gegeben wird.
Andererseits wird das vom Verbindungspunkt 52 abgezweigte Fernsehsignal im Entzerrer 60 verarbeitet und vom Verbindungspunkt 61 aus auf zwei verschie dene Wege gegeben. Auf dem ersten Weg wird das Aus gangssignal zur Gatterschaltung 57, gegeben, während auf dem zweiten Wege das Ausgangssignal über die Po larität-Umkehrschaltung 62 zur Gatterschaltung 59 ge langt. Die über die Gatterschaltungen behandelten Aus gangssignale werden auf einen Mischer 63 gegeben und miteinander so kombiniert, dass ihre Schwarzpegel koin zidieren.
Das resultierende gemischte Signal wird in einer Schwarzwerthaltung 63' verarbeitet, im Verstärker 64 verstärkt und anschliessend über einen Ausgangsan- schluss 65 auf ein nicht dargestelltes Fernsehempfangs gerät gegeben.
Bei der zuvor geschilderten Ausführungsform ist die Behandlung der Signale auf dem Prinzip der Synchro nisierung negativer Polaritäten aufgebaut. Es ist genau so denkbar, auf dem Prinzip der positiven Polarität auf zubauen an Stelle der negativen, wobei dieses modifi zierte Verfahren zur weiteren Verbesserung des Verhält nisses von S/R beitragen würde.
Im besonderen Sinn, im Falle des Synchronisiersy- stemes mit positiven Polaritäten sind die Synchronsigna le auf den Weisspegel gerichtet, wobei der doppelte Scheitelwert auf ungefähr<B>1/1,8</B> im Vergleich mit dem jenigen im entsprechenden Falle des Synchronisiersy- stemes mit negativen Polaritäten reduziert wird, wenn man annimmt, dass die Amplitude des gerade behandel ten Fernsehsignales in beiden Fällen eine bestimmte konstante Grösse hat. Wenn auf dem Prinzip der posi tiven Polaritäten aufgebaut wird, kann deshalb die Auf zeichnung durchgeführt werden mit Amplituden, die 1,8 mal grösser sind als die im Falle des Systems mit nega tiven Polaritäten verfügbaren.
Dadurch wird das Ver hältnis von S/R in einer besonderen Ausführungsform weiter um 6 dB verbessert, wenn die Synchronimpulse in solche mit entsprechenden positiven Impulsen ver wandelt werden.
In der letzten Ausführungsform, die im vorherge henden unter Bezugnahme auf Fig. 7 erläutert wurde, wurde die Umkehr durch jeden letzten Impuls einge leitet. Bei einer abgeänderten Form kann die Umwand lung ohne Schwierigkeiten bei jedem ersten Impuls durchgeführt werden.
In einer Modifikation, die nicht dargestellt ist, kön nen die in dem beschriebenen Gerät erzeugten und verar beiteten Gatterimpulse zusätzlich durch tonfrequente Signalströme moduliert werden, wenn dies erforderlich ist.
In der dritten, in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform, wird das Fernsehsignal über den Anschluss 70 zum Vorverstärker 71 gegeben, dessen Ausgangssignal zu einem Verbindungspunkt 72 übertragen und auf folgen de zwei Arten verarbeitet wird.
Bei der ersten Art wird das Signal auf eine Gatter schaltung 73 gegeben, während bei der zweiten Art, das Signal über eine Leitung 29 und einen Verbindungs punkt 79 abgegeben wird und dann auf den folgenden zwei getrennten Wegen weitergeleitet und verarbeitet wird: Auf dem ersten Weg wird das Signal zu einer Pha- senumkehr-Schaltung 77 und von dort zu einer Gatter schaltung 76 gegeben.
Auf dem zweiten Weg wird das Signal zum Synchronsignaltrenner 78 gegeben, von da zur Differenzschaltung 80, wobei wie vorher steile Im pulse erzeugt werden. Dieses differenzierte Signal wird dann auf einen Verbindungspunkt 83 übertragen und auf folgenden zwei Wegen weiter verarbeitet:
Auf dem ersten Weg wird das Signal zu einem Fre- quenzteiler 81 geführt, der einen instabilen Multivibrator enthält, um in ein Sprungsignal verwandelt zu werden mit der halben Frequenz des zugeführten Signales. Diese rechteckigen Signalimpulse werden in einer Verzöge rungsschaltung 82 weiter behandelt und liefern eine ge nau gewählte Verzögerungszeit im Vergleich mit der Signalphase vor dieser Behandlung, und gelangen dann zum Verbindungspunkt 74 von dem das Signal auf fol gende zwei Arten weiterbehandelt wird:
Bei der ersten Art wird das Signal zu einer Gatter schaltung 73 gegeben, während bei der zweiten Art das Signal über einen Phasenkonverter 75, zur Umwandlung der Polarität des Signales um genau 180 , zur Gatter schaltung 76 gelangt.
Andererseits wird das vom Verbindungspunkt 83 abgezweigte Signal zur Steuerung des instabilen Multi vibrators 87 verwendet, um dadurch eine Reihe von Rechtecks-Impulsen mit einer Frequenz von<B>15,57</B> k Hz und synchronisiert mit den horizontalen Synchronsignal impulsen, die in dem ursprünglich zugeführten Fernseh signal enthalten waren, zu liefern.
Diese Ausgangsim pulse werden auf den Amplituden-Modulator 90 gege ben, während andererseits über einen getrennten Ein- gangsanschluss 88 synchron mit dem speisenden Fern sehsignal zugeführte Tonsignalströme auf den Verstär ker 89 gegeben werden und dessen verstärktes Aus gangssignal einem Amplituden-Modulator 90 zur Am plitudenmodulation der zugeführten und oben erwähn ten Rechtecks-Impulse eingeprägt wird. Das Ausgangs signal des Modulators 90 wird nach Verstärkung über einen Verstärker 91 mittels eines Aufzeichnungskopfes 92 auf einer ersten Spur, beispielsweise eines Bandes T, aufgezeichnet.
Die behandelten Ausgangssignale der Gatterschal- tungen 73 bzw. 76, schematisch dargestellt bei (A') bzw. (B'), werden mittels eines Mischers 84 miteinander kom biniert, so dass der doppelte Scheitelwert des resultie renden Signals kleiner als das Zweifache des ursprüng lichen doppelten Scheitelwertes des Fernsehsignals ist, und dann über einen Aufzeichnungsverstärker 85 zum Aufzeichnungskopf 86 gegeben, der zum Aufzeichnen des zugeführten Signales auf einer zweiten Spur des gleichen Bandes T dient.
In dem zugehörigen und in Fig. 9 dargestellten Wie dergabesystem wird das aufgezeichnete Signal auf der ersten Spur des Bandes mittels eines Wiedergabekopfes 104 abgenommen. Dieses Signal, das naturgemäss infolge der entsprechenden Tonströme amplituden-moduliert ist, gelangt auf einen Vorverstärker 105, wird von einem Entzerrer 106 weiterbehandelt und auf einem Verbin dungspunkt 112 übertragen, um auf zwei verschiedenen Wegen weiterverarbeitet zu werden. Als Beispiel ist eine Signalform bei (A") schematisch dargestellt. Auf dem einen Wege wird das Signal zum Amplitudenbegrenzer 107 gegeben, während auf dem zweiten Wege das Signal zum Trennen der damit kombinierten Tonsignale einem Laufzeitdetektor 109 zugeführt wird.
Die Tonsignale wer den von einem Verstärker 110 weiter verarbeitet und über den Ausgang 111 auf einen nicht dargestellten Lauft sprecher gegeben. Die Form des Ausgangssignales ist in Fig. 9 bei (B") schematisch dargestellt.
Das Ausgangssignal (C") des Amplitudenbegrenzers 107 wird einer Differenzierschaltung 108 zur Umwand lung in steil ansteigende Impulse zugeführt, die dann dem Frequenzteiler 114 zugeführt werden, der einen Oszillator zur Erzeugung von Rechtecks-Impulsen enthält, um die Frequenz auf die Hälfte der ursprünglichen Frequenz vor diesem Vorgang zu reduzieren, und in die Form eines Rechteckimpuls-Signales zu verwandeln, welches dem Verbindungspunkt 115 zugeführt wird.
Von diesem Punkt aus wird das Signal auf folgende zwei Arten wei ter verfolgt: Bei der ersten Art wird das Signal zur Gatterschal- tung 96 gegeben, während auf dem zweiten Weg das Signal in einer Phasenumkehr-Schaltung 99 verarbeitet wird und dann zur Gatterschaltung 98 gelangt.
Das Fernsehsignal, das z. B. von der zweiten Spur des Bandes T durch einen Wiedergabekopf 93 abge nommen wird, wird in einem Vorverstärker 94 und einem Entzerrer 95 weiterverarbeitet und dann in Wellenform (D") auf einen Verbindungspunkt 113 übertragen. Dieses Ausgangssignal des Entzerrers 95 wird dann auf folgende zwei Arten weiterverarbeitet: Bei der ersten Art wird das Signal einer Gatterschal- tung 96 zugeführt, während bei der zweiten Art das Signal in einer Phasenumkehr-Schaltung 97 verarbeitet wird, deren Ausgangssignal einer Gatterschaltung 98 zugeführt wird.
Die behandelten Signale (E") und (F") werden in einem Mischer 100 so miteinander kombiniert, dass ihre Schwarzpegel koinzidieren. Das Ausgangs signal der Mischstufe wird einer Schwarzwerthaltung 101 zugeführt, um das Gleichstromniveau der Synchron impulse wieder auf eine vorbestimmte Höhe zu bringen. Das so behandelte Signal wird in einem Verstärker 102 verstärkt und dann über einen Ausgangsanschluss 103 dem Fernsehempfänger zugeführt.
Aus der vorstehenden ausführlichen Beschreibung ist ersichtlich, dass durch die dargelegte Behandlung des Fernsehsignals die in ihm enthaltenen Anteile an Frequenzen unter 15,75 kHz (Zeilenfrequenz) in solche mit Frequenzen über -
EMI0005.0011
- kHz umgewandelt werden können, wodurch der Verlust an niederfrequenten Kom ponenten bei der magnetischen Aufnahme und Wieder gabe vermieden wird.
Durch die Verschiebung der Frequenz der nieder frequenten Frequenzanteile auf höhere Werte zu, wird ferner die sonst wegen des Fehlens niedriger Frequenz anteile mögliche Verschiebung der Wechselstrom-Null- Achse wesentlich vermindert, wobei für die erstrebte Verbesserung des S/R-Verhältnisses der gesamte Fre quenzbereich entsprechend kleiner und der doppelte Scheitelwert des aufzuzeichnenden Signals grösser ge macht wird.
Ferner können Geräusche niedriger Frequenzen, wie sie nach dem synthetischen Zusammensetzen der Si gnalkomponenten im Falle der magnetischen Aufzeich nung und vor der synthetischen Aufzeichnung der auf- genommenen Signalkomponenten auftreten können, im sichtbaren Eindruck des wiedergegebenen Bildes un wirksam gemacht werden, da das Signal in regelmässigen kurzen Zeitabständen, von z.
B. 1 H in den vorausge henden Ausführungsformen, zur Umkehr seiner Polarität veranlasst wird. Insbesondere wird das in den nicht um polarisierten Teilen des Fernsehsignals erzeugte Rau schen in einem Kontrollempfänger weiss erscheinen, wäh rend das in den umpolarisierten Teilen erzeugte Rau schen im Kontrollempfänger schwarz erscheint, da es zusammen mit den Fernsehsignalen bei der Wiedergabe mittels eines Vidro-Band Aufzeichnungsgerätes der vor stehend beschriebenen Art weiter umpolarisiert wird. Diese durch das Rauschen erzeugten Schwarz- und Weiss- Bilder werden mit dem Auge nicht erfasst und löschen sich sozusagen gegenseitig aus.
Magnetic tape recording and reproducing apparatus for television signals The invention relates to a magnetic tape recording and reproducing apparatus for television signals having a recording and a reproducing magnetic head and the associated circuit systems, the magnetic heads being in sliding contact with one and the same track of the magnetic tape, the passes at a constant speed.
In such a system mentioned above, there are considerable difficulties in stabilizing the sync signal contained in the reproduced television signal. This is particularly true when direct recording and playback technology is used. The terms (direct recording and direct playback refer to a technique in which the frequency modulation usually used has been completely dropped.
In the recording technology of television signals, as well as in the case of sound or radio technology, the reproduction by means of the playback head is based on the voltage that is induced by the changes in the recording magnetic flux, which means that the essence of the magnetic reproduction in differential effects. In order to avoid the occurrence of irregularities in the reproduced signal, this is treated for correction in an equalization circuit which, for example, has an attenuation characteristic of 6 db / oct.
But even with the use of such correction means, the signal treated in this way cannot be corrected sufficiently over the entire frequency range. The incomplete correction is particularly prevalent in the area of the low-frequency signal components. The signal resulting from this correction generally has considerable deformations, especially in the case of the vertical sync signals contained in the reproduced television signal, which will be described in more detail below.
In a commonly used countermeasure to correct the resulting, unintentionally wavy television signal, if this is viewed as a whole over a spread out period of time, clamping or blocking circuits are provided in the playback system in order to keep the vertices of the sync signals at a constant signal level. Experience has shown, however, that even when using such a clamping circuit, it is extremely complicated to correct the shape of the vertically distorted synchronizing signals to a satisfactory extent.
When such a recorded signal contains the highly distorted low frequency signal components such as e.g. vertical synchronous signals, contains, is given to a control device, one encounters considerable difficulties in separating the synchronous signals from the television signal, and the reproduced images are subject to considerable fluctuations due to the unstable state of these synchronous signals.
A greatly improved television recording and playback system is therefore desired, which is also of a simpler design in which the synchronous signals reproduced are very precisely and sufficiently shaped to provide sharply delimited and well stabilized images during playback.
Another considerable disadvantage encountered in conventional comparison technology and which can only be eliminated with difficulty without using highly complex circuits is a very unfavorable signal-to-noise ratio, which is abbreviated as S / N in the following description. This is caused by the wide voltage range of the television signal in comparison with the relatively narrow, linear, characteristic Be rich of the receiving magnetic medium, e.g. B. a magnetically coated recording tape.
It is therefore a television tape recording and reproducing system of the type set forth above, which is capable of providing a greatly improved S / N ratio compared to that achievable in the prior art, which is described in more detail below with reference to the drawings becomes.
In the magnetic tape recording and reproducing device for television signals according to the invention, the disadvantages of the known technology are avoided. The solution is that in the recording system means are provided for reversing the polarity of a television signal to be output on the recording head at time intervals and that furthermore in the reproduction system there are means for reversing the polarity of the signal to be reproduced in this way at corresponding time intervals regularly shaped television signal like the one delivered to the recording system.
In addition to basic explanations, exemplary embodiments of the invention are described below. In the accompanying drawings, Fig. 1 shows a schematic representation of a television signals as it is reproduced in a conventional, recording and reproducing television tape recorder, the illustration particularly showing the distortion th part of the television signals, especially from the vertically cut out period It can be seen, Fig. 2 is a schematic graph showing the relationship between the residual magnetism on a written magnetic tape and an impressed inter mediate field for the case of magnetic recording of a composite image signals shows,
3 shows an enlarged schematic diagram. which explains the shape of part of a television signal, essentially during a vertically ausgeschnit th time period, Fig. 4 is a block diagram illustrating a preferred embodiment of the recording system as part of the inventive apparatus, Fig. 5 is a block diagram showing a preferred embodiment reproduces the playback system as part of the inventive device, Fig. 6A is a schematic diagram for explaining a pattern of the treated signals,
as it appears before input to an equalizer in the course of the playback stages, Fig. 6B is a schematic diagram of the treated television signals that was recorded directly on the tape, Fig. 7 is a slightly modified embodiment of the playback system shown in FIG Fig. 8 shows the recording part of a second embodiment of the inventive apparatus, illustrated in a block diagram, and Fig. 9 is a block diagram of the reproducing part of the second embodiment of this invention.
Before entering into the detailed description of several preferred embodiments of the invention, the disadvantages inherent in the prior art and briefly mentioned above with reference to FIGS. 1 and 2 will be explained even further.
In Fig. 1, a pattern of a reproduced television signal, as it occurs with direct recording and direk ter playback according to the preceding, is shown schematically. In this figure, the part of the signal which extends over the vertically cut-out period L can be seen as severely distorted by the corresponding regular shape which is not shown in view of its familiar image.
Further, referring to Fig. 2, the problem of the S / N ratio particularly encountered in direct recording will be described. If the pre-magnetization technique is used, the residual magnetism on the magnetizable recording medium is as shown in the figure, but it should be noted that the symbol H 'here does not have the usual meaning in television technology, but rather in the Magnet technology commonly used. It can be seen that when the applied magnetic field lies within the range H ', the desired linear characteristic of the magnetic conversion is maintained.
The amplitude or double the peak value of the signal to be recorded should be as large as possible in the area designated by H ', so that the S / N ratio is also as large as possible. In an alternating current-coupled device, such as magnetic recording and playback, there is normally a considerable loss of low-frequency components in the television signal, and the zero axis of this signal is subject to considerable fluctuations and the entire amplitude range is considerably larger than twice the peak value.
So that the entire amplitude range falls on the straight part 2H 'of the characteristic curve (2) for the residual magnetism (Fig. 2), twice the peak value of the signal must be made significantly smaller than 211', which also reduces the S / R ratio.
In addition, it can be said without exaggeration that, with conventional technology, various noises, such as those from the tape system as well as from the amplifier system and superimposed on the television signal, could not be removed to a satisfactory extent.
In Fig. 3 is a part of a pattern of the regular television signal, in particular that which extends over the designated L, vertically ausgeschnit th time segment, shown schematically, from which a clear comparison with the associated distorted, with the same symbol in FIG designated pattern is possible.
This type of television signal naturally contains a large amount of low-frequency components, and if this signal is fed to a system with low-frequency transmission characteristics, the resulting or treated signal will have a considerable distortion of its shape, as already explained with reference to Fig. 2 was explained.
Although the invention is not limited thereto, the detailed description of several preferred embodiments will be continued in which the polarity of the television signal is rotated by 180 at regular time intervals H, H again being the expression customary in television technology.
Referring now to Fig. 4, a mixed television signal is applied via an input terminal 9 to a preamplifier 10 of conventional design. In Fig. 3, a waveform of this signal is shown as an example. The amplified signal (M) comes to a connection point 11, from where it is forwarded via two separate systems.
In the first system, the signal is sent to the synchronous signal separator 12. The separated synchronous signal is fed to a differentiating circuit 13, where steeply rising pulses are generated in a known manner (see FIG. 6A). These pulses are applied to a frequency divider 14, which contains an oscillator, and converted into a signal (N) consisting of square pulses and having half the frequency with respect to the supplied signal, and then fed to a delay circuit 14.
The signal delayed in this way is processed further in two ways. On the first path, this signal is fed via a connection point 15 to a recording amplifier 16, the output of which is given to a magnetic recording head 17 which is used to record the pulses supplied on a first recording track of the tape T.
On the second way, the signal is given via the connection point 15 and the line 28 to the connection point 18 and further processed in two different ways.
In one of the last-mentioned ways, the signal (N) is given to a gate circuit 19, while on the second way the same signal is passed on via a line 26 to a phase reversal circuit 21a, where the signal is treated so that its phase position rotates by 180 and then given to the gate circuit 22.
On the other hand, the television signal branched off from the connection point 11 is passed via a line 27 to the connection point 20, and from there treated in two different ways. For the first type, the signal is fed to a gate circuit 19, while for the second type the signal is processed in a phase reversal circuit 21 and from there arrives at the gate circuit 22 in waveform (0).
The television signals treated in the circuits 19 and 22 (P and Q) are passed on to a mixer 23. In the mixer, the signals P and Q are combined, so that twice the peak value of the resulting signal is less than twice the amplitude of the original. not processed signal.
In the device shown, the two signals are combined in such a way that the black level of the signal P essentially coincides with the white level of the signal Q. The signal (R) combined therefrom is amplified in a recording amplifier 24 and thence applied to a separate recording head 25 for recording on a second track of the same tape T.
The signals recorded on the tape can be recorded by means of a z. B. in Fig. 5 explained reproduction system are reproduced.
As can be seen from FIG. 6, the signal recorded on the first track of the tape is picked up by a first playback head 30 and then amplified in a preamplifier 31. The waveform of this output (M ') is treated in a circuit 32, which delays the touch pulse by 0.1-3.8 [, sec when the polarization of the Si signal is to be initiated at the rear shoulder, and its output signal too a connection point 33 and is treated further in two different forms.
In the first form, the signal is passed over a line 46 to a gate circuit 34, while in the second form the signal is passed over a line 47 to the phase reversal circuit 35, and from there in waveform (N ') to the gate circuit 36 .
On the other hand, the signal recorded on the second track of the tape is picked up by a second playback head 37, amplified in a preamplifier 38 and - treated in an equalizer 39, whereupon the signal is given to a connection point 40 ge to two different methods to be treated. In the first method, the output signal is transmitted to a gate circuit 34, while in the second method the same output signal (O ') is sent to a gate circuit 36 via a phase reversal circuit 41.
The signals (P ′ and Q ′) treated in the gate circuits 34 and 36, respectively, are combined in a mixer 42. The combined output signal (R ') is then treated in a black level holding 43 to re-create direct current and low-frequency components and finally the fully constantly reproduced television signal is amplified in a United amplifier 44 and via an output terminal 45 to a receiving device such. B. a not shown kom merzielles television set.
In the embodiment described so far, gate pulses were recorded and reproduced in a separate and different track from that for the television signals. However, this method is not an absolutely necessary requirement of the invention and, as will be described in more detail below, the separate treatment can be avoided. .
As shown in Fig. 6A, the signal before its treatment in the equalizer at the points where the polarity of the signal is reversed, steep pulses and this nature of the signal can advantageously be used to achieve the desired purpose. For comparison, FIG. 6B shows an example and schematically the form of the recorded signal that was obtained according to the principle described above and that can be used in the arrangement shown in FIG. 7, which is understandable from the following description.
During playback by means of the arrangement shown in FIG. 7, the television signal recorded by a playback head 50 from the second track on the tape T is amplified in the preamplifier 51 and applied to a connection point 25, from where it is treated in two ways.
According to the first way, the signal is applied to a response threshold 53 for the separation of impulses that occur with every reversed polarity of the signal. The separated signal is amplified in an amplifier 54, the output signal of which is indicated at (A) as an example. This signal is then given to a monostable multivibrator 55 for triggering. For example, the width of the pulse delivered by this multivibrator is chosen to be equal to an H, where H is known to be 63.5 ms.
The output signal supplied by the multivibrator 55, the waveform of which is shown as an example at (B), is applied to the connection point 56 and from there processed further by two different methods.
In the first method, the signal is passed to a gate circuit 57, while in the second method the signal is passed to the gate circuit 59 via a polarity reversal circuit 58.
On the other hand, the television signal branched off from the connection point 52 is processed in the equalizer 60 and given from the connection point 61 on two different paths. On the first path, the output signal to the gate circuit 57 is given, while on the second path the output signal via the polarity reversing circuit 62 to the gate circuit 59 is reached. The output signals treated via the gate circuits are fed to a mixer 63 and combined with one another in such a way that their black levels coincide.
The resulting mixed signal is processed in a black level control 63 ', amplified in the amplifier 64 and then sent via an output connection 65 to a television receiver (not shown).
In the embodiment described above, the treatment of the signals is based on the principle of synchronizing negative polarities. It is just as conceivable to build on the principle of positive polarity instead of the negative one, whereby this modified method would contribute to a further improvement of the S / R ratio.
In a special sense, in the case of the synchronizing system with positive polarities, the synchronizing signals are directed to the white level, with twice the peak value being approximately <B> 1 / 1.8 </B> compared with the one in the corresponding case of the synchronizing system - System with negative polarities is reduced if one assumes that the amplitude of the television signal just treated has a certain constant value in both cases. If the principle of positive polarities is used, the recording can therefore be carried out with amplitudes that are 1.8 times greater than those available in the case of the system with negative polarities.
As a result, the ratio of S / N is further improved by 6 dB in a special embodiment if the sync pulses are converted into those with corresponding positive pulses.
In the last embodiment, which was explained above with reference to FIG. 7, the reversal was initiated by every last pulse. In a modified form, the conversion can be carried out without difficulty with every first pulse.
In a modification that is not shown, the gate pulses generated and processed in the device described can additionally be modulated by audio-frequency signal currents, if necessary.
In the third embodiment shown in Fig. 8, the television signal is given via the terminal 70 to the preamplifier 71, the output signal of which is transmitted to a connection point 72 and processed in the following two ways.
In the first type, the signal is given to a gate circuit 73, while in the second type, the signal is output via a line 29 and a connection point 79 and is then forwarded and processed on the following two separate paths: On the first path the signal is given to a phase reversal circuit 77 and from there to a gate circuit 76.
On the second path, the signal is sent to the synchronizing signal separator 78, from there to the differential circuit 80, with steep pulses being generated as before. This differentiated signal is then transmitted to a connection point 83 and further processed in the following two ways:
On the first path, the signal is routed to a frequency divider 81 which contains an unstable multivibrator in order to be converted into a jump signal with half the frequency of the supplied signal. These rectangular signal pulses are processed further in a delay circuit 82 and provide a precisely selected delay time in comparison with the signal phase before this processing, and then arrive at connection point 74 from which the signal is processed further in the following two ways:
In the first type, the signal is given to a gate circuit 73, while in the second type the signal passes through a phase converter 75 to convert the polarity of the signal by exactly 180 to the gate circuit 76.
On the other hand, the signal branched off from the connection point 83 is used to control the unstable multi vibrator 87 to thereby generate a series of square-wave pulses with a frequency of 15.57 k Hz and synchronized with the horizontal synchronizing signal, which were included in the originally supplied television signal.
These output pulses are passed to the amplitude modulator 90, while on the other hand, via a separate input connection 88, audio signal streams fed in synchronously with the feeding television signal are passed to the amplifier 89 and its amplified output signal to an amplitude modulator 90 for amplitude modulation the supplied and above-mentioned square-wave pulses is impressed. The output signal of the modulator 90 is after amplification via an amplifier 91 by means of a recording head 92 on a first track, for example a tape T, recorded.
The treated output signals of the gate circuits 73 and 76, shown schematically at (A ') and (B'), are combined with one another by means of a mixer 84, so that twice the peak value of the resulting signal is less than twice the original Lichen double the peak value of the television signal, and then passed through a recording amplifier 85 to the recording head 86, which is used to record the supplied signal on a second track of the same tape T.
In the associated and shown in Fig. 9 As dergabesystem, the recorded signal on the first track of the tape by means of a playback head 104 is picked up. This signal, which is naturally amplitude-modulated as a result of the corresponding sound currents, reaches a preamplifier 105, is processed further by an equalizer 106 and transmitted to a connection point 112 in order to be further processed in two different ways. A signal form is shown schematically at (A ”) as an example. The signal is sent to the amplitude limiter 107 on one path, while the signal for separating the audio signals combined therewith is supplied to a transit time detector 109 on the second path.
The audio signals who are processed by an amplifier 110 and given via the output 111 to a running speaker, not shown. The shape of the output signal is shown schematically in FIG. 9 at (B ").
The output signal (C ") of the amplitude limiter 107 is fed to a differentiating circuit 108 for converting treatment into steeply rising pulses, which are then fed to the frequency divider 114, which contains an oscillator for generating square-wave pulses to reduce the frequency to half the original frequency to reduce before this process, and to convert it into the form of a square-wave signal, which is fed to the connection point 115.
From this point the signal is tracked further in the following two ways: In the first way the signal is sent to the gate circuit 96, while on the second way the signal is processed in a phase reversal circuit 99 and then reaches the gate circuit 98 .
The television signal that z. B. is taken from the second track of the tape T by a playback head 93, is further processed in a preamplifier 94 and an equalizer 95 and then transmitted in waveform (D ") to a connection point 113. This output signal of the equalizer 95 is then to the following two types of further processing: In the first type, the signal is fed to a gate circuit 96, while in the second type the signal is processed in a phase reversal circuit 97, the output signal of which is fed to a gate circuit 98.
The treated signals (E ") and (F") are combined with one another in a mixer 100 such that their black levels coincide. The output signal of the mixer is fed to a black level holding device 101 in order to bring the direct current level of the synchronous pulses back to a predetermined level. The signal treated in this way is amplified in an amplifier 102 and then fed to the television receiver via an output connection 103.
From the detailed description above, it can be seen that, as a result of the treatment of the television signal as described, the components contained in it at frequencies below 15.75 kHz (line frequency) are converted into those with frequencies above
EMI0005.0011
- kHz can be converted, which avoids the loss of low-frequency components during magnetic recording and playback.
By shifting the frequency of the low-frequency frequency components to higher values, the otherwise possible displacement of the AC zero axis due to the lack of low frequency components is also significantly reduced, with the entire frequency range for the desired improvement in the S / N ratio is made correspondingly smaller and the double peak value of the signal to be recorded is made larger.
Furthermore, noises of low frequencies, as they can occur after the synthetic composition of the signal components in the case of magnetic recording and before the synthetic recording of the recorded signal components, can be rendered ineffective in the visual impression of the reproduced image, since the signal is regularly short time intervals, from z.
B. 1 H in the preceding embodiments, is caused to reverse its polarity. In particular, the noise generated in the non-polarized parts of the television signal will appear white in a control receiver, while the noise generated in the umpolarized parts will appear black in the control receiver, as it will appear together with the television signals when played back using a video tape recorder the type described above is further repolarized. These black and white images generated by the noise are not perceived by the eye and cancel each other out, so to speak.