DE1039247B - Verfahren zur Aufzeichnung einer Nutzmodulation und eines Steuersignals auf die gleiche Spur eines Magnettontraegers - Google Patents

Description

Wegen seiner guten Qualität und guten betrieblichen Eigenschaften wird heute das magnetische Schallaufzeichnungsverfahren zur Speicherung akustischer Ereignisse und elektrischer Signale bevorzugt angewendet. Für besondere Anwendungsgebiete ist neben der Aufzeichnung einer Nutzmodulation die Aufzeichnung eines Steuersignals erwünscht, dessen Amplitude oder Frequenz z. B. die Kenngröße für einen Steuervorgang darstellt, etwa für bildsynchrone Tonwiedergabe.

Bekanntlich werden bei der Herstellung von Tonfilmen Bild und Ton meist auf getrennten Streifen aufgenommen. Bei der Wiedergabe ist dann zwischen Bild und Ton eine Synchronisation erforderlich. Diese geschieht vorwiegend durch die Verwendung von perforiertem 35 bzw. 17,5 mm breitem Magnettonfilm und durch eine starre Kupplung der Antriebssysteme für Bild- und Tonstreifen. Wegen seiner Wirtschaftlichkeit gewinnt die Verwendung des genormten nicht perforierten 6,35 mm breiten Tonband.es, besonders für Reportagezwecke, mehr und mehr an Bedeutung. In diesem Falle ist zur Erreichung einer bildsynchronen Tonwiedergabe die Aufzeichnung einer Steuersignals auf dem Tonträger zweckmäßig, dessen Frequenz der Ablaufgeschwindigkeit des Bildträgers entspricht.

Weiterhin kamn ein aufgezeichnetes Steuersignal zur Geschwindigkeitssteuerung von Tonträgern dienen, wenn z. B. eine auf einem Magnettonlaufwerk (Federantrieb mit schwankender Geschwindigkeit aufgenommene Reportageaufnahme auf einer stationären Anlage zur Vermeidung von Tonhöhenschwankungen mit der gleichen Geschwindigkeit wie bei der Aufnahme abgespielt werden soll. Eine weitere Möglichkeit ist die Anwendung eines Steuersignals als von der Amplitude der Nutzmodulation abhängige Kenngröße z. B. zur Dynamikregelung derselben.

Als Steuersignal wird für bildsynchrone Tonaufzeichnungen bei netzsynchronem Antrieb zweckmäßig die Netzfrequenz bzw. eine Harmonische oder Subharmonische dieser Frequenz benutzt, bei Verwendung einer Kamera mit Federlaufwerk Impulse, deren Grundfrequenz vorzugsweise der Umdrehungszahl der Antriebsrolle dies Filmbandes entspricht. Für andere mögliche Anwendungsgebiete der Aufzeichnung eines Steuersignals kann die Frequenz des Steuersignals den gegebenen· Erfordernissen angepaßt werden.

Bei einem bekannten Verfahren wird bei der Aufnahme auf dem Tonträger, beispielsweise auf dem Magnettonband, neben der Modulationsfrequenz zusätzlich ein von der Geschwindigkeit des Bildträgers abhängiger Ton aufgezeichnet und diese Tonaufzeichnung bei der Wiedergabe zur Steuerung der Antriebsgeschwindigkeit des Bildträgers verwendet. Bei Ver- Verfahren zur Aufzeichnung

einer Nutzmodulation und eines

Steuersignals auf die gleiche Spur

eines Magnettonträgers

Anmelder:

Rundfunk-Betriebstechnik G. m. b. H.,
Nürnberg, Tillystr. 42

Heinz Vollmer, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden

Wendung eines Magnettonbandes als Tonträger wird dieses aufgeteilt und die eine Hälfte zur Aufzeichnung der Nutzmodulation und die andere Hälfte zur Aufzeichnung der Steuersignale, d. h. der Pilotfrequenz, verwendet. Die Nachteile dieses Verfahrens liegen darin, daß einmal ein zusätzlicher Magnettonkopf zur Aufsprache des Pilotsignals benötigt wird, zum anderen geht ein Teil des Tonträgers für die Aufzeichnung der Nutzmodulation verloren. Das bedeutet, daß mit einem Verlust an Dynamik von etwa 6 db gerechnet werden muß; hierdurch tritt eine erhebliche Verschlechterung der Tonaufzeichnung ein. Nach dem bekannten Verfahren bespielte Magnettonbänder können nur auf speziellen Anlagen abgespielt werden, da bekanntlich bei hochqualitativen Magnettonanlagen die Breite des Abtastkopfes 7 mm beträgt und somit die Pilotfrequenz auf einer normalen Anlage mit abgetastet wird und folglich im Wiedergabekanal erscheint.

Die Übertragung des Steuersignals von der Bildkamera auf das Schallaufzeichnungsgerät kann hierbei entweder über eine gesonderte Leitung, über die eventuell vorhandene Mikrophonleitung — nötigenfalls nach Anwendung von Kunstschaltungen — oder auf drahtlosem Wege erfolgen.

Um die volle Spurbreite des Tonbandes trotz Aufzeichnung eines Steuersignals zur Aufzeichnung einer Nutzmodulation zur Verfügung zu haben und somit den Störspannungsabstand der Nutzaufzeichnung nicht zu beeinträchtigen, empfiehlt sich die Aufzeichnung von Nutzmodulation und Steuersignal auf einer Spur. Hierzu sind viele Verfahren möglich. Bekannt sind:

1. Aufzeichnung eines Steuersignals mit Spaltstellung im rechten Winkel zu der für die Nutzmodulation angewandten Spaltstellung.

809 63i/21O

2. Aufzeichnung eines der Modulation unter- oder überlagerten Steuersignals an der unteren oder oberen Grenze des Übertragungsbereiches.

3. Aufzeichnung einer durch das Steuersignal modulierten Trägerfrequenz, die an die obere Grenze des Übeirtragungsbereiches gelegt wird.

4. Transponierung eines Steuersignals in ein außerhalb des Übertragungsbereiches der Nutzmodulation liegendes Frequenzgebiet.

5. Amplitudenmodulation der hochfrequenten Vormagnetisieruingsspannung mit einem Steuersignal.

Das Verfahren nach 1 erfordert zusätzlich einen Magnettonkopf sowohl bei der Aufnahme als auch bei der Wiedergal>e des Bandes. Außerdem wird die Nutzmodulation durch die aufgezeichnete Pilotfrequenz beeinträchtigt, so daß dieses Verfahren hohen Ansprüchen nicht genügt.

Bei Verwendung des Verfahrens nach 2 muß eine Ausdehnung des Übertragungsbereiches nach tiefen oder hohen Freqenzen durch Änderung des Aufsprech- und Wiedergabeverstäfkers durchgeführt, oder es muß auf die Aufzeichnung eines Teiles der Nutzmodulation verzichtet werden. Außerdem sind erhebliche Siebmittel erforderlich, um das Steuersignal von der Nutzmodulation zu trennen, ohne dabei den Störabstand der Magnettonanlage zu verringern.

Das Verfahren nach 3 erfordert einmal einen zusätzlichen Generator für den Träger des Steuersignals, zum anderen muß der Aufsprechkanal an der oberen Seite beträchtlich eingeengt werden, um den Träger ohne Störung aufzeichnen zu können. Im Wiedergabekanal werden Filter benötigt, um den Träger des Steuersignals von der Nutzmodulation zu trennen, was bei dem geringen Abstand zwischen Träger und Nutzmodulation einen erheblichen Aufwand mit sich bringt.

Die Anwendung des Verfahrens nach 4 erfordert eine Ausdehnung des Übertragungsbereiches an der oberen Grenze sowohl beim Aufsprech- als auch beim Wiedergabeverstärker. Außerdem sind zusätzliche umfangreiche Einrichtungen einmal zur Transponierung des tieffrequenten Steuersignals auf der Aufsprechseite und zum anderen zur Rückgewinnung des Steuersignals auf der Wiedergabeseite erforderlich.

Bei Anwendung des Verfahrens nach 5 tritt je nach den magnetischen Eigenschaften des verwendeten Bandes und der Wahl des Arbeitspuinktes der Aufzeichnung bei der Modulation der Vormagnetisierungsspannung eine mehr oder weniger große Amplitudenmodulation der Nutzaufzeichnung ein. Mit Rücksicht darauf muß mit möglichst kleinem Modulationsgrad gearbeitet werden. Da bei der Abtastung der aufgezeichneten Vormagnetisierungsspannung auf Grund des unterschiedlichen Kontaktes zwischen Band und Kopf erhebliche Amplitudenschwankungen auftreten, ergibt sich andererseits die Forderung nach einem großen Modulationsgrad, um wenigstens den als notwendig erachteten Störabstand von 20 db des Steuersignals von der durch den unterschiedlichen Kontakt entstehenden Störspannung zu erreichen.

Um diese Nachteile der bekannten Verfahren zur Aufzeichnung eines Steuersignals und einer Nutzmodulation auf gemeinsamer Spur zu vermeiden, wendet die vorliegende Erfindung die Modulation der Frequenz des Vormagnetisierungsstromes durch ein Steuersignal an (Frequenzmodulation). Zur Erzielung eines ausreichenden Störabstandes des Steuersignals zui der durch die Laufgeschwindigkeitsschwankungen des Laufwerks hervorgerufenen Störspannung ist je nach Güte des verwendeten Maignettonlaufwerks ein Modulationsgrad von 2 bis 5 % erforderlich. Eine Beeinträchtigung der Nutzmodulation tritt bei diesem Verfahren nicht auf, da bekanntlich nur sehr große Änderungen der Frequenz des Vormagnetisierungsstromes einen merklichen Einfluß auf die Nutzaufzeidhnung haben.

Um eine möglichst hohe HF-Spannung in den Hörkopf zu induzieren, kann die Frequenz des Vormagnetisierungsstromes so gewählt werden, daß sie im zweiten Maximum des EMK-Verlaufs des Hörkopfes liegt, oder es wird die Spaltbreite des Wiedergabekopf es so bemessen, daß bei genügend großem Abstand der Vormagnetisierungsfrequenz von der Nutzmodulation dieser kleiner als die erste Nullfrequenz des Hörkopfes ist.

Bekanntlich ist bei der Abtastung eines Bandes mit konstanter Magnetisierung der EMK-Verlauf des Hörkopfes in Abhängigkeit von der Frequenz, in grober Annäherung durch das Induktionsgesetz und durch die Spaltfunktion gegeben. Auf Grund der endlichen Ausdehnung des Hörkopfspaltes treten im EMK-Verlauf bei den Frequenzen Nullstellen auf, deren Wellenlängen bzw. ganzzahliges Vielfaches der Wellenlängen gleich der Spaltbreite ist. Die Maxima erscheinen im EMK-Verlauf angenähert bei den Frequenzen, deren halbe Wellenlänge bzw. ungeradzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge der Spaltbreite entspricht. Umfangreiche Reihenuntersuchungen an Magnettonköpfen ließen erkennen, daß bei dem derzeitigen Stand der Fertigung durch die präzise Ausführung des Spaltes eine gute Abtastung von Frequenzen weit über den Bereich der Nutzmodulation hinaus bis zur dritten Nullstelle möglich ist.

Unter Berücksichtigung der vorstehenden Bedingungen werden bei Verwendung üblicher Sprechköpfe und normalem Arbeitspunkt der Aufzeichnung bei Abtastung in einen Hörkopf mit einer Spaltbreite von 15 μηι HF-Spannungen in gleicher Größenordnung wie die der Nutzmodulation induziert.

Da das Steuersignal eine Frequenzmodulation der Vormagnetisierungsfrequenz bewirkt, wird demnach eine üblicherweise oberhalb der Nutzmodulation liegende Trägerfrequenz moduliert. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß mit größerer Spaltbreite des Abtastkopfes oder — da üblicherweise die kleinste realisierbare Spaltbreite verwendet wird — mit kleinerer Laufgeschwindigkeit des Aufzeichnungsträgers gearbeitet werden kann, da es genügt, wenn die kürzeste Wellenlänge der Nutzmodulation innerhalb des Übertragungsbereiches liegt.

Weiterhin ergibt sich durch die Frequenzmodulation der Vormagnetisierung mit dem Regelsignal der Vorteil einer einfacheren Auswertung der Aufzeichnung, da infolge des großen Frequenzabstandes zwischen Nutzaufzeichnung und frequenzmodiuliertem Träger auf trennscharfe Filteranordnungen verzichtet werden und die Demodulation hinter einem sehr einfach aufgebauten Hochpaß, ζ. B. in Form einer Kapazität geeigneter Größe, erfolgen kann.

Bei dem ernndungsgemäßen Verfahren können die üblichen Aufsprechverstärker weiterhin benutzt werden. Die Modulation der Frequenz des Vormagnetisierungsstromes wird in einfacher Weise mit Hilfe einer Impedanzröhre oder durch Vormagnetisierung dies Schwingtrafos durch das Steuersignal durchgeführt.

In der Zeichnung ist in einem Beispiel die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Auf der Aufsprechseite wird mit Hilfe einer Impedianzröhre R die Modulation der Frequenz

des HF-Generators G für die Vormagnetisierung mit Hilfe des Steuersignals f_s durchgeführt und diese modulierte Vormagnetisierungsfrequenz sowie die vom Aufsprechverstärker Vl gelieferte Nutzmodulation f_N mittels des Sprechkopfes SK auf das Tonband T aufgezeichnet. Das Steuersignal /_s wird dabei von der Bildkamera B geliefert. Wegen des großen Abstandes des Trägers des Steuersignals /_s von der Nutzmodulation /„ ist auf der Wiedergabeseite zur Trennung des Trägers von der Nutzmodulation nur ein einfacher Sperrkreis S erforderlich. Die Verstärkung des ausgesiebten Trägers geschieht im Resonanzverstärker V2, die der Nutzmodulation im Verstärker V3. Vor dem Demodulator D ist ein Begrenzer Bg angebracht, um die Amplitudenschwankungen der abgetasteten HF zu unterdrücken. Das Steuersignal /_s, das durch die Demodulation wieder zurückgewonnen wird·, wird der Regeleinrichtung zur Geschwindigkeitssteuerung des Bildprojektors Pr zugeführt.

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Claims (5)

Patentansprüche=

1. Verfahren zur Aufzeichnung einer Nutzmodulation und eines Steuersignals auf die gleiche Spur eines Magnettonträgers unter Anwendung des HF-Vormagnetisierungsverfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Vormagnetisierungsstromes mit dem Steuersignal moduliert wird (Frequenzmodulation).

2. Verfahren zur Aufzeichnung einer Nutzmodulation und eines Steuersignals auf die gleiche Spur eines Magnettonträgers unter Anwendung des HF-VormagnetisLerungsverfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d'aß die Vormagnetisierungsfrequenz so gewählt wird, daß sie im zweiten Maximum des EMK-Verlaufes des Hörkopfes liegt.

3. Verfahren zur Aufzeichnung einer Nutzmodulation und eines Steuersignals auf die gleiche Spur eines Magnettonträgers unter Verwendung dies HF-Vormagnetisieruingsverfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreite des Hörkopfes so gewählt wird, daß die Vormagnetisierungsfrequenz bei genügend großem Abstand von der Nutzmodulation kleiner als die erste Nullfrequenz des Wiedergabekopfes ist.

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Aufzeichnung einer Nutzmodulation und eines Steuersignals auf die gleiche Spur eines Magnettonträgers unter Verwendung des HF-Vormagnetisietrungsverfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der im Aufsprechverstärker des Magnettongerätes vorhandene HF-Generator durch entsprechende Schaltelemente frequenzmoduliert wird.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Aufzeichnung einer Nutzmodulation und eines Steuersignals auf die gleiche Spur eines Magnettonträgers unter Verwendung des HF-Vormagnetisierungsverfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle der Steuerfrequenz und der Nutzfrequenz parallel am Wiedergabekopf liegen und das Eindringen des Trägers mit der Steuerfrequenz in den Kanal der Nutzfrequenz mit einem Sperrkreis verhindert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 800 157, 856 702;
USA.-Patentschriften Nr. 2 304 633, 2 623 952,
2521623, 2 513 683.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809 638/21(1 9.58