DE1023484B - Verfahren und Einrichtung zur magnetischen Speicherung und Wiedergabe von breitbandigen Signalen, insbesondere von Farbfernsehsignalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Aufnahme und Wiedergabe von Hochfrequenzsignalen mit Hilfe eines magnetischen Aufzeichnungsmediums. Insbesondere bezieht sie sich, auf die Aufnahme und Wiedergabe von Farbfernsehsignalen. -

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, mit deren, Hilfe sich breitbandige Signalriachrichten auf einem Übertragungs- oder Speichermedium aufzeichnen und trotz gewisser, durch das' Medium bedingter Frequenzänderungen, einwandfrei wiedergeben lassen. Dabei kann 'eine Frequenzeirniedrigung zwecks Anpassung an eine bestimmte begrenzte Bandbreite des Mediums vorgesehen, sein.

Es ist bekannt, auf einem Magnettonband eine ¹S Pilotfrequenz aufzuzeichnen, mit deren Hilfe dann der Antriebsmechanismus des Bandes geregelt werden: kann. Es ist auch bekannt, eine ähnliche Pilotfrequenz mit einer Normalfrequenz zu vergleichen und die Differenz beider zur Regelung der Fort- a° bewegungsgeschwindigkeit des die Pilotfrequenz tragenden Mediums zu benutzen.

Die bekannten Verfahren sind wegen der großen Trägheit der mechanisch bewegten Teile nicht in der Lage, kurze Frequenzänderungen, die durch das bewegte Medium bedingt sind, auszuregeln.

Durch die Erfindung sollen diese Nächteile vermieden werden. Dabei werden die vom Medium abgenommenen Signale mit Hilfe der Pilotfrequenz elektronisch so in ihrer Frequenz beeinflußt, daß die ursprünglichen, Frequenzen wieder erhalten werden, ohne daß dabei versucht wird, die durch das Medium eingeführten Frequenzänderungen selbst zu unterbinden.

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur magnetischen Speicherung und Wiedergabe von breitbandigen Signalen, insbesondere zur Speicherung und Wiedergabe von Farbfernsehsignalen, bei dem gleichzeitig mit den aus mehreren Modulationsbestandteilen einer Bezugsfrequenz bestehenden Signalen eine Pilotfrequenz aufgezeichnet wird, so daß Schwankungen, die von dem magnetischen Aufzeichnungsträger herrühren, die Signale in ähnlicher Weise beeinflussen, dadurch gekennzeichnet, daß eine — die in der reproduzierten Pilotfrequenz erscheinenden Schwankungen enthaltende — neue Bezugsfrequenz erzeugt und diese neue Bezugsfrequenz den reproduzierten Signalen in der Weise auf moduliert wird, daß die gleichen Schwankungen, die infolge der gleichzeitigen Aufzeichnung bzw. Wiedergäbe in den Signalen erscheinen, kompensiert werden.

Die Erfindung kann auch bei Bezugsfrequenzen Verwendung finden, die sowohl amplituden- als auch ; Verfahren und Einrichtung
zur magnetischen Speicherung

und Wiedergabe

von breitbandigen Signalen,

insbesondere von Farbfernsehsignalen

Anmelder:

Radio Corporation of America,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 3. Mai und 20. Mai 1S64

Wendeil Conser Morrison und Eric McPhail Leyton,

Princeton, N. J. (V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden

phasenmoduliert sind, also z. B. bei einem Farbunterträger.

Die Erfindung soll nun in, Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. In den Zeichnungen bedeutet

Abb. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Aufnahme- und Wiedergabeeinrichtung,

Abb. 2 Schaltungseinzelheiten der in Abb. 1 gezeigten Einrichtung,

Abb. 3 eine abgewandelte Ausführungsform der Wiedergabeeinrichtung nach Abb. 1,

Abb. 4 ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Abb. 5 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der die Pilotfrequenz und die Unterträgerfrequenzen auf dem gleichen Teil· des Mediums aufgezeichnet werden.

In den Zeichnungen sind gleiche Teile jeweils mit gleichen Bezugsnummern versehen.

Bei der nachstehenden Beschreibung der Erfindung sowie in den Zeichnungen wird speziell auf die; Gegebenheiten des in den Vereinigten Staaten, üblichen Farbfernsehsystems sowie kleinerer Varianten desselben Bezug genommen. Jedoch können die erfindungsgemäßen Prinzipien auch auf anderen tech-

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rüschen. Gebieten, bei denen die aufzuzeichnenden und Farbkomponenten vom Band abgenommen wer-Signale Komponenten enthalten, die von. der Modu- den, spielt die im Bereich der aufgezeichneten Farblation einer Oszillatorschwingung herrühren, Anwen- komponenten enthaltene Luminanz bei der Reprodukdung finden. In Fällen, wo die Aufnahmeeinrichtung tion des Bildes eine Rolle.

für Fernseh- oder anderweitige breitbandige Fre- 5 Von einer Farbunterträgerquelle 18 kann der quenzen nicht in der Lage ist, die höheren Frequenz- Unterträger zusammen mit den Modulationsbestandkomponenten des Signalinhaltes auf dem Magnetband teilen einem »Frequenzerniedriger« 19 zugeführt aufzunehmen, kann man auf einen Teil des Signal- werden. Die von diesem entwickelten Derivatsignale inhaltes verzichten und dabei trotzdem befriedigende werden sodann einem geeigneten Aufnahmeverstärker Bilder erhalten. Durch Zusammendrücken oder Ein- io 20 zugeführt. Der Ausgang dieses Verstärkers ist mit engen des Frequenzbandes des der augenblicklich in einem Magnetkopf 21, der die Niederschrift der den Vereinigten Staaten üblichen Norm entsprechen- Signale in einer Spur 15 des Magnetbandes 17 beden Farbfernsehsignals hat man z. B. erreicht, daß sorgt, gekoppelt.

Farbfernsehsendungen erfolgreich über Koaxialkabel, Eine Pilotfrequenzquelle 9 ist mit einem Ver-

deren obere Grenzfrequenz bei ungefähr 2,4 Mega- 15 stärker 23 gekoppelt. Die Aufgabe der Pilotfrequenz hertz liegt, übertragen werden konnten. Eine der- bei der Wiedergabe besteht darin, Schwingungen zu artige Einengung des Frequenzbandes läßt sich auf liefern, die die durch Unregelmäßigkeiten im Bandverschiiedene Weise erreichen. Ein geeignetes Ver- transportsystem eingeführte Frequenzmodulation entfahren besteht z. B. darin, daß man das genormte halten. Normalerweise brauchen diese Schwingungen Signal einem Frequenzerniedriger, der sogenannte 20 nicht zu den Frequenzen der Farbunterträgerkompo- »Derivatsignale« erzeugt, zuführt. Die Derivatsignale nenten in Beziehung zu stehen; aus Bequemlichkeitsentsprechen genau den ursprünglichen Signalen, mit gründen kann es jedoch erwünscht sein, die Pilotder einen Ausnahme, daß ihre Frequenzen erniedrigt frequenz unter Verwendung der Stufe 19 zu gewinnen, sind und einen engeren Frequenzbereich als die Zum Beispiel könnte man eine Subharmonische oder ursprünglichen Signale einnehmen. Eine für diesen 25 Unterträgerfrequenz als Pilotfrequenz in einer Spur Zweck geeignete Einrichtung sowie ihre Wirkungs- 16 des Bandes 17 aufzeichnen. Ferner kann man als weise ist in dem Artikel von J. G. Red deck in der Pilotfrequenzquelle auch einen gewöhnlichen kristall-Zeitschrift Proceedings of the IRE vom Januar 1954, gesteuerten Oszillator verwenden. Die Pilotfrequenz S. 90, beschrieben. wird im Verstärker 23 so weit verstärkt, daß sie

Im Farbfernsehsignal der USA.-Norm können die 30 durch einen Magnetkopf 22 auf dem Band 17 auf geFrequenzen der Luminanzkomponente bis zu nage- zeichnet werden kann. In Abb. 2 ist, wie später erfähr 4 Megahertz reichen. Liegt jedoch die obere klärt werden wird, der Frequenzerniedriger 19 so Grenze des Frequenzbereiches, den die Magnetband- ausgebildet, daß eine Pilotfrequenz auf bequeme aufzeichnungseinrichtung zu verarbeiten in der Lage Weise mit Hilfe eines Frequenzwandlers 40, der eine ist, bei ungefähr 3 Megahertz, so kann man das 35 6-Megahertz-Frequenz mit einer 3,6-Megahertz-Luminanzsignal z. B. auch auf eine Bandbreite von Frequenz so mischt, daß eine 2,4-Megaheirtz-Schwin-

2 oder 3 Megahertz beschränken. In Abb. 1 ist eine gung entsteht, erhalten wird. Bei der Einrichtung Luminanzquelle 11 mit dem Eingang eines Luminanz- nach Abb. 2 stellt somit die Pilotfrequenz die signaliverstärkers 12 gekoppelt. Bei der Signalquelle »Mittel«-Frequenz der reduzierten Unterträgerkomkann es sich um den Ausgang einer Farbfernseh- 40 ponenten in dem Sinne dar, daß die übrigen Frekamera odeir einer Schwarzweißfernsehkamera oder quenzen der reduzierten Unterträgerkomponenten die auch um einen Farbfernsehempfänger, dem das Signal zur Mittelfrequenz gehörenden Seitenbänder bilden, an einem geeigneten Schaltungspunkt entnommen Man kann jedoch auch einen Teil dieser Seitenbänder wird, handeln. Ferner kann es sich sowohl bei der unterdrücken.

Luminanzsignalquelle als auch bed der Chrominanz- 45 Die drei Aufnahmeverstärker 12, 20 und 23 können

signalquelle um ein zusammengesetztes Farbvideo- nach dem gleichen, Grundprinzip ausgeführt sein und

signal selbst handeln. Das am Ausgang des Ver- gemeinsame elektrische Eigenschaften besitzen. Es

stärkers 12 erscheinende Luminanzsignal wird über kann erforderlich sein, daß der Luminanzverstärker

einen. Magnetkopf 13 in einer Spur 14 eines Magnet- 12 einen größeren Frequenzbereich als die beiden an-

bandes 17 aufgezeichnet. 50 deren Verstärker erfassen muß, falls man sich näm-

Wird das Luminanzsignal vor der Aufzeichnung Hch dazu entschließt, die Luminanzsignale bis herauf

auf ungefähr 3 Megahertz begrenzt, so bedeutet dies zu etwa 3,2 Megahertz aufzunehmen. Ist es er-

nicht unbedingt, daß die Luminanzkomponenten von wünscht, daß die Farbkomponenten in einem engeren

3 bis 4 Megahertz verloren sind. Angenommen, es Bereich niedergeschrieben werden, so brauchen der handelt sich bei dem aufzuzeichnenden Signal um ein 55 Kopf 21 und der Verstärker 20 lediglich so bemessen zusammengesetztes Farbfernsehsignal, dann können zu sein, daß sie die Dern^atfrequenzen verarbeiten zunächst die Chrominanzsignale aus dem zusammen- können.

gesetzten Farbfernsehsignal durch Herausfilterung Wiedergabeseitig sind den Spuren 14, 15 und 16

der Farbunterträgerkomponenten, die im Bereich von drei Wiedergabeköpfe 24, 25 bzw. 26 zugeordnet. Der

bis 4 Megahertz liegen, extrahiert werden. Be- 60 Wiedergabekopf 24 führt die das Luminanzsignal

trachtet man das vom zusammengesetzten Signal ein- verkörpernden Magnetisierungsänderungen in der

genommene Frequenzspektrum, so sieht man, daß Spur 14 in entsprechende elektrische Änderungen

innerhalb des Bereiches von 2 bis 4 Megahertz ein über, die sodann einem Luminanzwiedergabever-

Teil der Luminanznaehricht sich mit den Unterträger- stärker 27 zugeführt und dort verstärkt und ausge-

komponenten überschneidet. Entsprechend wird bei 65 glichen werden, so daß die. ursprünglichen Luminanz-

der Filterung des Bereiches von 2 bis 4 Megahertz signale, wie sie am Eingang des Verstärkers 12 er-

(oder eines anderen Teils desselben) sowohl ein Teil scheinen, wieder erhalten werden. Diese Signale

der Luminanznaehricht als auch die Farbnachricht werden sodann zu den gewünschten Zwecken ver-

aus dem zusammengesetzten Signal herausgezogen. wendet oder einer (nicht gezeigten) Ausgangsstufe,

Wiedergabeseitig, wo die aufgezeichneten Luminanz- 70 z. B. einer örtlichen Bildwiedergabeeinrichtung,

einem Kontrollempfänger oder dem Eingang eines Koaxialkabels zugeführt, wie es durch den Pfeil angedeutet ist.

Diei in der Spur 15 aufgezeichneten Unterträgerkomponenten werden durch den Wiedergabekopf 25 in entsprechende elektrische Schwankungen umgewandelt. Der Kopf 25 ist mit dem Verstärker 28 verbunden. Die Derivatkomponentein werden im Verstärker 28 in der erforderlichen Weise verstärkt und

ausgeglichen und sodann dem einen Eingang eines io sprechenden Block 19 Modulators 30 zugeführt. Das Ausgangssignal d:es Frequenzerniedrigung Modulators 30 wird — gegebenenfalls zusammen mit werden kann. Und zwar ist mit der Quelle 18 nach dem Ausgangssignal des Verstärkers 27 —· dem ge- Abb. 1 ein Bandpaßfilter 35, das einen Durchlaßwünschten Verwendungszweck zugeführt. bereich von 3,6 + 0,3 Megahertz besitzt, gekoppelt.

Der Wiedergabekopf 26 wandelt die der in der 15 Das Filter 35 ist lediglich dann erforderlich, wenn Spur 16 aufgezeichneten Pilotfrequenz entsprechen- das die Farbsignale enthaltende Frequenzband eingeden Magnetisierungsschwankungen in elektrische
Schwankungen um. Diese elektrischen Schwankungen
werden in einem Pilotfrequenzverstärker 29 verstärkt

Bezugsfrequenz des Oszillators 34, weiche gleichzeitig dem Modulator 30 zugeführt wird, um einen entsprechenden Betrag erhöht. Mischt der Modulator 30 die empfangenen Unterträgerkomponenten mit der er-5 höhten Bezugsfrequenz, so^ werden die entsprechenden richtigen Differenzfrequenzen erzeugt, die den ursprünglichen Farbunterträgerkomponenten, wie: sie am Ausgang der Quelle 18 erscheinen, entsprechen.
Der Block 19 in Abb. 2 zeigt, wie die in dem ent-

Abb. 1 bewerkstelligte einzelnen durchgeführt

in
im

engt werden soll. In diesem Falle wählt das Filter diejenige Farbnachricht, die in der Nähe der Unterträgerfrequenz liegt, aus. Es hat sich gezeigt, daß,

und sodann dem einen Eingang eines Modulators 20 wenn Saitenbänder bis zu ± 0,3 Megahertz ver-

32 zugeführt. Ein Unteirträgeroszillator 33 liefert Schwingungen der gleichen Frequenz wie der Farbunterträger, d. h. 3,579 545 oder rund 3,6 Megahertz. Diese Schwingungen werden dem einen Eingang

wendet werden, zufriedenstellende Farbbilder bei der Übertragung von Farbsignalen über Koaxialkabel mit einer Grenzfrequenz von 2,7 Megahertz wiedergegeben werden können. Der Bandbereich von

weiteren Bereich der doppelten Seitenbänder zu erfassen. Das Ausgangssignal des Filters 35 wird einem symmetrischen Modulator 36, dem zugleich von einem

eines »Vergleichen« 31 zugeführt. Bei dem Ver- 25 + O',3 Megahertz kann natürlich auch auf ± 0,5 Megagleicher 31 kann es sich um irgendeine an sich be- hertz erweitert werden, falls es erwünscht ist, einen kannte Phasenvergleichseinrichtung, z. B. einen
Phasendiskriminator, handeln, der eine Ausgangsspannung, die eine Funktion des Unterschiedes
zwischen den Phasenlagen der zugeführten Schwin- 30 Frequenzwandler 39 Schwingungen von 6 Megahertz gungen ist, erzeugt. zugeleitet werden, zugeführt. Die Frequenz von

Der andere Eingang dieses Vergleichers empfängt 6 Megahertz ergibt sich durch Vervielfachung der

ein Signal vom Modulator 32, Bei diesem letzteren von der Farbunteirträgerquelle 38 gelieferten. Frequenz

Signal handelt es sich um eine Differenzfrequenz, die von 3,6 Megahertz um den Faktor fünf Drittel. Dies

sich aus der Mischung der Pilotfrequenz mit einer 35 kann, dadurch erreicht werden, daß man diese

zweiten Bezugsfrequenz von rund 6 Megahertz, die Frequenz durch schaltungsmäßige Maßnahmen zuerst

von einem Bezugsoszillator 34 erzeugt wird, ergibt. durch Drei dividiert und sodann mit Fünf multipli-

Diese zweite Bezugsfrequenz ist nicht konstant, son- ziert. Diese 6-Megahertz-Schwingungen werden im

dem ist so> eingerichtet, daß sie sich in Abhängigkeit Modulator 36 mit den Ausgangsschwingungen des

von Ungleichmäßigkeiten in der Frequenz der auf- 40 Filters 35 gemischt. Die gebildeten Differenzfre-

gezeichneten Pilotfrequenz ändert. Im Vergleicher 31 quenzen werden einem Bandpaßfilter 37 mit einem

wird die Differenzfrequenz mit der Unterträger- Durchlaßbereich von 2 bis 3 Megahertz zugeführt,

frequenz verglichen. Die sich bei Abweichungen, er- Die Ausgangsschwingungen des Filters 37 werden, so-

gebende Fehlerspannung· wird einem Frequenzregel- dann, wie im Zusammenhang mit Abb. 1 erwähnt,

system 10 zugeführt. Das System 10 sorgt für eine 45 dem Verstärker 20' zugeführt.

Regelung bzw. Nachstellung des Oszillators 34 im Bei dem Block 9 handelt es sich, wiei oben erwähnt,

Sinne einer Kompensation der Ungleichmäßigkeiten um eine Pilotfrequenzquelle. In Abb. 2 enthält der

in der Pilotfrequenz. Block 9 einen Frequenzwandler 40 und ein 2,4-Mega-

Es sei z. B. angenommen, daß nach der Aufzeich- hertz-Filter 41. Ein Teil der Ausgangsschwingungen

nung der verschiedenen Signale die Bandgeschwindig- 50 der Unterträgerquelle 38 wird dem Wandler 40 zu-

keit sich erhöht. Als Folge davon erfahren die aufge- geführt. Dieser sorgt für eine Multiplikation mit zwei

zeichneten Signale bei der Abnahme durch die Drittel, so daß eine Ausgangsfrequenz von 2,4 Mega-

Wiedergabeköpfe 24, 25 und 26 eine entsprechende hertz gebildet wird. Diese Ausgangsfrequenz wird

Frequenzerhöhung. Dies bedeutet, daß, wenn die Fre- im Filter 41 gefiltert und sodann, wie im Zusammen-

quenzen der durch den Kopf 25 abgenommenen Korn- 55 hang mit Abb. 1 erwähnt, dem Verstärker 23 zu-

ponenten anwachsen, die Pilotfrequenz in dem geführt.

gleichen Maße ansteigt. Folglich hat die wiedergabe- Bei dem Frequenzregelsystem 10 kann es sich um

seitig abgenommene Pilotfrequenz eine höhere irgendeine an sich, bekannte Anordnung handeln, die

Frequenz als die aufnahmeseitig niedergeschriebene für eine kapazitive oder induktive Beeinflussung und

Pilotfrequenz. Wird die Pilotfrequenz von der Be- 60 damit Regelung des Bezugsoszillators 34 sorgt. Ge-

zugsschwingung des Oszillators 34, von der ange- wohnlich werden zu diesem Zweck sogenannte

iiommen werden soll·, daß sie genau 6 Megahertz »Reaktanzröhren« verwendet. Ebenso könnte man

beträgt, abgezogen, so erscheint am Ausgang des auch mechanische Einrichtungen verwenden, die für

Modulators 32 eine Differenzfrequenz, die niedriger eine Kapazitäts- oder Induktivitätsänderung in Ab-

als 3,6 Megahertz ist. Der Vergleicher 31 nimmt den 65 hängigkeit von Fehlersignalen, die vom Vergleicher

Unterschied zwischen den vom Oszillator 33 und den 31 erzeugt werden, sorgen. Allerdings ist die Träg-

TOm Modulator 32 gelieferten Frequenzen wahr und heit, d.h. die zeitliche Verzögerung, bei mechanischen

entwickelt eine entsprechende Fehlerspannung bzw. S)*stemen größer als bei elektronischen Systemen,

ein entsprechendes Fehlersignal, das dem Regelsystem Die mechanischen Einrichtungen sprechen daher zu

10 zugeführt wird. Dieses sorgt dafür, daß sich die 70 langsam an, um Frequenzänderungen,-die sich infolge

von plötzlichen Änderungen in. der Bandgeschwindigkeit oder Phase ergeben, kompensieren zu können.

In Abb. 3 entsprechen dia Einheiten 11 bis 27 den bereits im Zusammenhang mit Abb. 1 beschriebenen gleichbezifferten Einheiten. Jedoch ist die Pilotfrequenzquelle 109 in Abb. 3 und 4 etwas anders ausgebildet als die Pilotfrequenzquelle 9 in Abb. 1 und 2.

Die auf der Bandspur 15 aufgezeichneten Unterträgerkomponenten werden durch den Magnetkopf 25_J der, wie früher beschrieben, mit dem Verstärker 28 verbunden ist, in entsprechende elektrische Schwankungen umgewandelt. Zum Unterschied von Abb. 1 werden jedoch in Abb. 3 die Ausgangssignale des Verstärkers 28 dem einen Eingang eines symme:- trischen Modulators 132 zugeführt.

- In ähnlicher Weise wandelt der Magnetkopf 26 die der in der Spur 16 aufgezeichneten Pilotfrequenz entsprechenden, Magnetisierungsschwankungen in elektrische Schwankungen um, die im Verstärker 29 verstärkt werden und in diesem Falle jedoch dem einen Eingang eines Modulators 130 zugeleitet werden. Dem anderen Eingang des Modulators 130 werden von einer Farbunterträgerquelle 133 Schwingungen von konstanter Frequenz, die z.B. 3,6 Megahertz betragen kann/ zugeführt. Der Modulator 130 erzeugt unter anderem die Summe aus der Pilotfrequenz und der Unterträgerfrequenz. Es ist dafür gesorgt, daß über ein Filter 131 lediglich eine derartige Summenfrequenz auf den anderen Eingang des symmetrischen in der Spur 15 entsprechende Magnetisierungsschwankungen aufgezeichnet werden.

Im Block 109, der durch punktierte Linien angedeutet und an sich dem Block 9 nach Abb. 1 ähnlich ist, wird von einem anderen Verfahren zur Gewinnung einer Pilotfrequenz Gebrauch gemacht. Da in Form der Unterträgerquelle 38 eine brauchbare Quelle für eine feste Frequenz vorhanden ist, kann diese Quelle auch zur Gewinnung der Pilotfrequenz herangezogen werden. Ferner steht im Frequenzerniedriger 19 der Frequenzwandler 39 zur Verfügung, so daß man lediglich einen Modulator 140 hinzuzufügen braucht, um auf bequeme und einfache Weise eine Pilotfrequenz mit einer Frequenz von. 2,4 Megahertz zu gewinnen. Dem Modulator 140 werden Teile der Ausgangsschwingung des Wandlers 39 und der Quelle 38 zugeführt. Der Modulator erzeugt an seinem Ausgang eine Differenzfrequenz, die durch das Filter 41 dem Eingang des Verstärkers 23 zugeleitet wird. Der \^rerstärker 23 steuert, wie im Zusammenhang mit Abb. 1 erwähnt, den Aufnahmekopf 22, der für eine Aufzeichnung der Pilotfrequenz in der Spur 16 sorgt.

Ändert sich auf Grund von mechanischen Faktoren die Phase oder Geschwindigkeit des Bandes 17, so entsprechen die von den Wiedergabeköpfen 24, 25 und 26 abgenommenen Frequenzen nicht mehr den an den Ausgängen der Verstärker 12, 20 bzw. 23 erscheinenden Frequenzen. Nimmt man z. B. an, daß

Modulators 132 gelangen kann. Im Modulator 132 30 sich die Bandgeschwindigkeit erhöht, so bedeutet dies

werden die Differenzfrequenzen zwischen der erwähnten Summenfrequenz und den Ausgangsfrequenzen des Verstärkers 28 gebildet. Diese OiSelenzfrequenzen, die in. jedem Falle zur Unterträgerfrequenz in Beziehung stehen, können durch das Filter 134 in eine (nicht gezeigte) Ausgangsstufe gelangen. Bei dieser Aussgangsstufe kann es sich z. B. um eine Bildwiedergabeeinrichtung, einen Kontrollempfänger oder den Eingang eines Koaxialkabels beispielsweise, daß die Unterträgerkomponenten durch ein Frequenzband von 2,1 bis 3,1 Megahertz vertreten sein können. In ähnlicher Weise kann die vom Verstärker 23 gelieferte Pilotfrequenz auf dem Band durch eine Frequenz von 2,5 Megahertz vertreten sein. Bei der Wiedergabe nehmen die Köpfe 24, 25 und 26 die; Luminanz-, Unterträger- und Pilotfrequenzsignale mit den derartig erhöhten Frequenzen ab. Das Luminanzsignal wird im Wiedergabever

oder um eine andere dem · gewünschten Zweck ent- 40 stärker 27 verstärkt und sodann einem geeigneten sprechende Einrichtung handeln. Ausgang zugeführt. Die Unterträgerkomponenten

In Abb. 4 liefert die Luminanzsignalquelle 11 ein werden im Wiedergabeverstärker 28 verstärkt und Signal, das den Helligkeitsinhalt des dem Eingang (gegebenenfalls über ein durch punktierte Linien andes Verstärkers 12 zugeführten Signals verkörpert. gedeutetes Bandpaßfilter 42) dem symmetrischen Der Verstärker 12 erregt den Aufnahmekopf 13, der 45 Modulator 132 zugeleitet. Die Pilotfrequenz wird im

in der oben, beschriebenen Weise; für eine Aufzeichnung des genannten Signals in der Spur 14 des Bandes 17 sorgt. Eine Farbunterträgerkomponentenquelle 18 ist mit einem. Bandpaßfilter 135, dessen Durchlaßbereich zwischen 3 und 4 Megahertz liegt, gekoppelt. Frequenzen, die innerhalb dieses Bandbereiches liegen, werden dem einen Eingang eines symmetrischen Modulators 36 zugeführt.

In dem durch punktierte Linien angedeuteten Block Wiedergabeverstärker 29 verstärkt und dem einen Eingang des Modulators 130, dem zusätzlich ein Farbunterträger aus der Quelle 133 zugeführt wird, zugeleitet. Die Pilotfrequenz von 2,5 Megahertz wird zu der aus der Quelle 133 stammenden Frequenz von 3.6 Megahertz addiert, so daß sich eine Summenfrequenz von 6,1 Megahertz ergibt, die über ein Filter 131 dem anderen Eingang des Modulators 132 zugeleitet wird. Der Modulator 132 erzeugt sodann

19 ist eine Einrichtung enthalten, die wie der Block 55 die Differenz zwischen 6.1 Megahertz und dem von

in Abb. 1 für eine Frequenzerniedrigung sorgt. Und zwar ist die Farbunterträgerquelle 38 mit einem Frequenzwandler 39 gekoppelt. Ein Teil der Ausgangsschwingung des Frequenzwandlers 39 wird dem Modulator 36 zugeführt. Dieser erzeugt unter anderem ein Frequenzband, das von 2 bis 3 Megahertz reicht und das die Differenzfrequenzen zwischen der 6-Megahertz-Ausgangsschwingung des Wandlers 39 und dem durch das Filter 135 hindurchgeleiteten Frequenzband von 3 bis 4 Megahertz verkörpert. Das Bandpaßfilter 37 läßt lediglich die Differenzfrequenzen, die sodann dem Verstärker 20 zugeführt werden, hindurch. Die Eigenschaften des Verstärkers sind im Zusammenhang mit Abb. 1 erklärt worden. Der Verstärker 20 steuert den. Magnetkopf 21, so daß 2,1 bis 3,1 Megahertz reichenden Frequenzband. Daraus ergibt sich ein Frequenzband, das wie das Frequenzband aus dem Filter 135 von 3 bis 4 Megahertz reicht. Auf diese Weise werden die auf dem Band auftretenden Frequenzmodulationen in den aufgezeichneten Signalen wiedergabeseitig kompensiert. Somit ist dafür gesorgt, daß etwaige Änderungen in der Längsphase oder Geschwindigkeit des Bandes nicht verhindern können, daß die wiedergewonnenen Unterträgerkomponenten das gleiche Frequenzband einnehmen wie ursprünglich vor der Aufnahme.

Die Anordnung nach Abb. 5 hat den zusätzlichen Vorteil, daß sowohl Querphasenänderungen verhindert als auch die Auswirkungen von Längsphasenänderungen kompensiert werden. Unter »Querphasen-

ίο

änderungen« sind dabei die Schwankungen zu verstehen, die infolge von geringen, Unterschieden in der Geschwindigkeit der verschiedenen Spuren auftreten können. Bei dieser Anordnung liefert die Luminanzsignalquelle 11 Helligkeitssignale, die z. B. einen ·> Frequenzbereich, von 0 bis 3 Megahertz umfassen und die über einen Verstärker 12 dem Aufnahmekopf 13 zugeleitet werden. Die Unterträgerkomponentenquelle 18 liefert ein Frequenzband, das von 3 bis 4 Megahertz reicht und über das Bandpaßfilter 135 dem symmetrischen Modulator 36 zugeführt wird. Dia Farbunterträgerquelle38 liefert an den Frequenzwandler 39 Schwingungen von 3,6 Megahertz. Im Wandler 39 werden diese Schwingungen mit dar Größe fünf Drittel multipliziert, so daß am Ausgang eine Frequenz von 6 Megahertz gewonnen wird. Die 6-Megahertz-Schwingungen werden dem zweiten Eingang des Modulators 36 zugeführt. Als Resultat davon ergibt sich ein Frequenzband von 2 bis 3 Megahertz (neben, anderen Frequenzen), das über das Filter 37 einer Vereinigungsstufe 43 zugeleitet wird. Ein weiterer Teil der Ausgangsschwingungen des Frequenzwandlers 39 wird dem Modulator 140 zugeführt. In diesem wird die Differenzfrequenz zwischen 6 Megahertz und 3,6 Megahertz, d. h. eine Frequenz von 2,4 Megahertz, erzeugt. Diese Frequenz wird über das Bandpaßfilter 41 einem weiteren Frequenzwandler 44 zugeführt, dort mit der Größe ein Drittel multiplipiert und so eine Pilotfrequenz von 0,8 Megahertz erzeugt. Dieses Untervielfache des 2,4-Megahertz-Derivatunterträgers wird dem anderen Eingang der Vereinigungsstufe 43 zugeführt. Die 0,8-Megahertz-Schwingungen besitzen von dem am Ausgang des Bandpaßfilters 37 erscheinenden Frequenzband einen Frequenzabstand von mehr als 1 Megahertz, so daß keine störende Beeinflussung zwischen diesen beiden Schwingungen stattfinden kann. Die kombinierten Ausgangsschwingungen der Stufe 43 werden einem Verstärker 45 zugeführt. Dieser kann ähnlich ausgebildet sein wie dar Verstärker 20- (in Abb. 4), mit der einen Ausnahme, daß sein Frequenzbereich bis zu 0,8 Megahertz herabreichen muß. Die mit der 0,8-Megahertz-Pilotfrequenz kombinierten Unterti ägerkomponenton werden sodann einem Aufnahmekopf 46 zugeführt, der für die i\^Tiederschrift in der Spur 47 des Bandes 17 sorgt.

Wiedergabeseitig sind den Spuren 14 und 47 entsprechende Wiedergabeköpfe 24 bzw. 48 zugeordnet. Die Köpfe 46 und 48 können ähnlich ausgebildet sein wie die entsprechenden früher beschriebenen Köpfe, mit der einen Ausnahme, daß sie zur Aufnahme; und Wiedergabe eines Frequenzbandes, das von 0,8 bis 3 Megahertz reicht, befähigt sein müssen. Das Luminanzsignal wird vom Kopf 24 abgenommen und, wie im Zusammenhang mit Abb¹. 4 erklärt, im Verstärker 27 verstärkt. Die mit der Pilotfrequenz ■vereinigten Unterträgerkomponenten werden ebenfalls abgenommen und einem Wiedergabeverstärker zugeleitet. Ein Teil der Ausgangsschwingungen des Verstärkers 49 wird einem Bandpaß- oder Siebfilter 50 zugeführt, in dem die 0,8-Megahe.rtz-Pilotfrequenz herausgesiebt wird. Ein weiterer Teil der Ausgangsschwingungen des Verstärkers 49 wird einem Bandpaßfilter 51 zugeführt, das einen Durchlaßbereich von 2 bis 3 Megahertz besitzt .Das Filter ist mit dem einen Eingang des symmetrischen Modulators 132 gekoppelt. Die Ausgangsschwingungen des Filters 50 werden einem Frequenzwandler zugeführt und dort mit der Größe Drei multipliziert, so daß Schwingungen von der Frequenz 2,4 Megahertz entstehen. Diese Schwingungen werden dem einen Eingang des Modulators 130 zugeführt. Ferner erl:ält der Modulator 130 von der Farbunterträgerquelle 133 Schwingungen mit einer Unterträgerfrequenz von annähernd 3,6 Megahertz. Im Modulator 130 werden diese 3,6-Megahertz-Schwingungen zu den Ausgangsschwingungen des Wandlers 52 addiert und auf diese Weise eine Summenfrequenz von annähernd 6 Megahertz erzeugt. Ein Bandpaßfilter 53 siebt diese 6-Megahertz-Summenfrequenz heraus und leitet sie dem Modulator 132 zu. In diesem Modulator werden die zwischen 2 und 3 Megahertz liegenden Frequenzen von der 6-Megahertz-Frequenz subtrahiert, so daß auf diese Weise das ursprüngliche Frequenzband zwischen 3 und 4 Megahertz, das aufnahmeseitig am Ausgang des Filters 135 aufgetreten war, wiedergewonnen wird. Das Bandpaßfilter 134 so>rgt dafür, daß lediglich Frequenzen, die innerhalb dieses Bandbereiches liegen, an die Ausgangsstufe weitergeileitet werden. Bei der Ausgangsstufe kann es sich um eine Bildwiedergabeeiinrichtung, einen Kontrollempfänger oder den Eingang eines anderweitigen Übertragungsweges handeln. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist im wesentlichen die gleiche wie die der Anordnung nach Abb. 4, mit der einen Ausnahme, daß die Pilotfrequenz auf derselben Spur 47 wie die Unterträgerkomponenten aufgezeichnet wird, so daß keine Phasenänderungen infolge von geringen Querunterschieden in der Geschwindigkeit der getrennten Spuren auftreten können. Auf diese Weise werden die ursprünglichen Farbkomponenten in der richtigen Beziehung zum ursprünglichen Unterträger erhalten.

Zu beachten ist, daß es sich bei den Frequeinzwandlern 39, 44 und 52 um Einrichtungen handelt, die für eine, Frequenzvervielfachung oder Frequenzteilung sorgen und nicht mit den sogenannten »Schwebungsgeneratoren« verwechselt werden dürfen, bei denen es sich darum handelt, aus zwei voneinander verschiedenen Eingangsfrequenzen eine Schwebungsfrequenz zu erzeugen.

Die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformeii sind auf eine sofortige Wiedergabe der aufgezeichneten Nachrichten abgestellt. Selbstverständlich können aber auch die auf dem Band magnetisch niedergeschriebenen Signale beliebig lang gespeichert sowie zu jedem beliebigen Zeitpunkt und beliebig oft wiedergegeben werden. Das Band mit den aufgezeichneten. Signalen kann in nahezu der gleichen Weise wie ein Film mit darauf befindlichen Laufbildern verkauft oder verliehen werden.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur magnetischen Speicherung und Wiedergabe von breitbandigen Signalen, insbesondere zur Speicherung und Wiedergabe von Farbfernsehsignalen, bei dem gleichzeitig mit den aus mehreren Modulationsbestandteilen einer Bezugsfrequenz bestehenden Signalen eine Pilotfrequenz aufgezeichnet wird, SO' daß Schwankungen., die von dem magnetischen Aufzeichnungsträger herrühren, die Signale in ähnlicher Weise beeinflussen, dadurch gekennzeichnet, daß eine ■— die in der reproduzierten Pilotfrequenz erscheinenden Schwankungen enthaltende ·—■ neue Bezugsfrequenz erzeugt und diese neue Bezugsfrequenz den reproduzierten Signalen in der Weise aufmoduliert wird, daß die gleichen

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Schwankungen, die infolge der gleichzeitigen Aufzeichnung bzw. Wiedergabe in den Signalen erscheinen, kompensiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Träger abgenommene Pilotfrequenz, die die vom Träger herrührenden Schwankungen enthält, mit einer konstanten Frequenz vereinigt w^rird, so daß ein die genannten Schwankungen enthaltendes neues Signal entsteht, und daß die gleichfalls vom Träger abgenommenen Modulationsbestandteile mit dem neuen Signal durch einen Modulator in. der Weise vereinigt werden, daß die in den Modulationsbestandteilen enthaltenen Schwankungen kompensiert und die ursprünglichen Signale wiederhergestellt werden.

3. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine stabilisierte Quelle (33) einer konstanten Frequenz, ferner durch Schaltungsstufen, (32), die gemeinsam von der stabilisierten Frequenz und der reproduzierten Pilotfrequenz, die die durch das Medium eingeführten Schwankungen enthält, in der Weise gesteuert werden, daß eine die genannten Schwankungen enthaltende neue Bezugsfrequenz erzeugt wird, sowie durch einen Modulator (30), der die neue Bezugsfrequenz mit den reproduzierten Modulationsbestandteilen in dar Weise vereinigt, daß die in letzteren enthaltenen Schwankungen kompensiert und die ursprünglichen Modulationsbestandteile wiederhergestellt werden.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, bei der die Signale Farbfernsehsignale sind und Farbunterträgerbestandteile enthalten, die Amplituden- und Phasenmodulationen einer Unterträgerfrequenz darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß die stabilisierte Frequenz gleich der Unterträgerfrequenz ist und die aufgezeichnete Pilotfrequenz zwei Drittel der Unterträgerfrequenz beträgt sowie daß die Pilotfrequenz auf einem besonderen Teil des Mediums aufgezeichnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, bei der die Signale Farbfernsehsignale: sind und Farbunterträgerbestandteile enthalten, die Amplituden- und Phasenmodulationen einer Unterträgerfrequenz darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß die sta- ν bilisierte Frequenz gleich der Unterträgerfrequenz ist und daß die aufgezeichnete Pilotfrequenz zwei Neuntel der Unterträgerfrequenz beträgt sowie daß die Pilotfrequenz auf dem gleichen Teil des magnetischen Mediums wie die Farbunterträgerkomponenten aufgezeichnet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch folgende \^rorrichtungen: eine Mischstufe (32) zur Mischung der Frequenz der reproduzierten Pilotfrequenz in der Weise, daß sich ein Signal ergibt, dessen Frequenz normalerweise gleich der Frequenz der stabilisierten Schwingungsquelle ist, einen Vergleicher (31), der die Pilotfrequenz mit den Schwingungen der stabilisierten Schwingungsquelle vergleicht und eine Fehlerspannung erzeugt, die die Schwankungen in der Pilotfrequenz verkörpert, ein Regelsystem (10), das auf diese Fehlerspannung anspricht, sowie einen veränderlichen Oszillator (34), dessen Frequenz durch das Regelsystem in der Weise beeinflußt wird, daß eine neue Bezugsfrequenz, die¹ die genannten Schwankungen enthält, erzeugt wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, gekennzeichnet durch einen Modulator (130) zur Vereinigung der reproduzierten Pilotfrequenz oder eines Vielfachen derselben mit der stabilisierten Frequenz und zur Erzeugung einer neuen Bezugsfrequenz, die gleich der entstehenden Summenfrequenz ist (Abb. 3).

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale vor der Aufzeichnung auf eine Bandbreite eingeengt werden, die dem Frequenzbereich, zu dessen Abarbeitung die Aufzeichnungseinrichtung sowie das Medium befähigt sind, entspricht, und daß das Wiedergabegerät eine Mischeinrichtung (30, 132) enthält, durch die die ursprünglichen Frequenzen der Modulationsbestandteile wieder erhalten werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 8ΟΟ1157; »RCxA.-Review«, März 1954, S. 1 bis 17; Proceedings of the IRE, Part. TI, Februar 1951, . 29 bis 34.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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