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Verfahren zur Abnahme eines Fernsehsignals mit einer im Vergleich
zur Aufzeichnung geänderten Bewegungsgeschwindigkeit von einem in Längsrichtung
bewegten bandförmigen, insbesondere magnetischen Informationsträger Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Abnahme eines Fernsehsignals mit einer im Vergleich
zur Aufzeichnung geänderten Bewegungsgeschwindigkeit von einem in Längsrichtung
bewegten bandförmigen, insbesondere magnetischen Informationsträger mittels am Umfang
eines Kopfrades angeordneten Abnahmeorganen, bei dem das Fernsehsignal in unter
einem Winkel zur Bewegungsrichtung des Informationsträgers verlaufenden Spuren aufgezeichnet
ist und bei dem entsprechende Bildelemente benachbarter Teil- oder Vollbilder in
benachbarten Spuren in Spaltrichtung der Abnahmeorgane liegen.
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Ein derartiges Verfahren erlaubt bekanntlich eine Zeitdehnung oder
Zeitraffung der von dem aufgezeichneten Signal erzeugten Fernseh-Bildfolgen. Enthält
dabei jede Spur das Signal eines Vollbildes, also beide Teilbilder des im Zeilensprungverfahren
abgetasteten Bildes, so enthält das wiedergegebene Fernsehbild im wesentlichen die
gesamte Bildinformation. Für geringere Qualitätsansprüche genügt es auch, wenn in
jeder Spur nur ein Teilbild aufgezeichnet ist.
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Wenn zum Erhalt einer Zeitdehnung oder Zeitraffung die Bewegungsgeschwindigkeit
des bandförmigen Informationsträgers bei der Abnahme der Signale gegenüber der Aufzeichnung
verschieden ist, dann weicht die Bahn des Abnahmeorgans von der Richtung der Spuren
ab, so daß das Abnahmeorgan im Verlauf der Abtastung einer Spur von einer Spur auf
die benachbarte Spur gelangt. Dies hat erhebliche Störungen in dem wiedergegebenen
Fernsehbild zur Folge, die es bisher verhindert haben, das vorstehend beschriebene
bekannte Verfahren für die Fernsehübertragung der mit geänderter Bewegungsgeschwindigkeit
ablaufenden Bildfolgen anzuwenden.
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Zur Veränderung der Geschwindigkeit von Bewegungsabläufen wurden deshalb
bisher wesentlich aufwendigere Verfahren angewendet. Bei einem bekannten Verfahren
wird das in Querspuren eines breiten Magnetbandes mittels mehrerer am Umfang eines
rotierenden Kopfrades angeordneter Magnetköpfe aufgezeichnete Fernsehsignal, wobei
z. B. 16 Spuren das Signal eines Halbbildes enthalten, mit einem Fünftel der Normalgeschwindigkeit
abgetastet und in einen Halbbildspeicher übertragen, von welchem durch fünfmalige
Abtastung jedes Halbbildes ein zeitgedehntes Signal abgenommen werden kann.
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Bei einem anderen bekanntgewordenen Verfahren werden die aufeinanderfolgenden
Halbbildern entsprechenden Signalabschnitte abwechselnd auf beiden Seiten eines
scheibenförmigen Magnetspeichers aufgezeichnet und durch mehrmalige Abtastung jedes
Halbbildsignals ein Fernsehsignal mit verlangsamtem Zeitablauf erhalten.
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Bei einem Verfahren zur Abnahme eines Fernsehsignals mit einer im
Vergleich zur Aufzeichnung geänderten Bewegungsgeschwindigkeit von einem in Längsrichtung
bewegten bandförmigen, insbesondere magnetischen Informationsträger mittels am Umfang
eines Kopfrades angeordneten Abnahmeorganen, bei dem das Fernsehsignal in unter
einem Winkel zur Bewegungsrichtung des Informationsträgers verlaufenden Spuren aufgezeichnet
ist und bei dem entsprechende Bildelemente benachbarter Teil- oder Vollbilder in
benachbarten Spuren in Spaltrichtung der Abnahmeorgane liegen, werden erfindungsgemäß
die benachbarten Spuren durch mindestens zwei Abnahmeorgane abgetastet, die derart
angeordnet sind, daß ihre Spalte in einer Geraden liegen und ein Abnahmeorgan sich
stets auf einer Spur befindet, ohne die andere Spur zu erfassen, und durch eine
Schaltanordnung wird jeweils dasjenige Abnahmeorgan, das die höhere Ausgangsspannung
abgibt, an die Ausgangsleitung angeschlossen.
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Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist einerseits sichergestellt,
daß beim Übergang des Abnahmeorgans von einer Spur auf die benachbarte Spur das
entsprechende Bildelement des nächsten Rasters erfaßt wird, das wegen des hohen
Korrelationsgrades zwischen den aufeinanderfolgenden Fernsehbildern in der Regel
den gleichen Signalwert aufweist, andererseits wird durch die erfindungsgemäße Verwendung
des Signals einer einzigen Spur das Auftreten von Störungen durch die gleichzeitige
Abtastung zweier Spuren vermieden. Beide Maßnahmen wirken in dem Sinne zusammen,
daß das vom Informationsträger abgenommene Fernsehsignal
bei jeder
Bewegungsgeschwindigkeit des Informationsträgers ein einwandfreies Fernsehbild ergibt.
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Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es also möglich,
die Bandgeschwindigkeit bei der Wiedergabe in weiten Grenzen gegenüber der Geschwindigkeit
bei der Aufnahme abweichen zu lassen und damit eine kontinuierlich einstellbare
Zeitdehnung oder Zeitraffung zu ermöglichen, ohne daß Bildfehler auftreten. Im Extremfalle
ist auch die Wiedergabe stehender Bilder bei stillstehendem Band möglich.
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Durch die Eigenschaft des Verfahrens, unabhängig von der Lage des
Abnahmeorgans zum Band stets ein einwandfreies Signal wiederzugeben, kann auch bei
normalem Betrieb ohne Zeitraffung oder Zeitdehnung eine wesentliche Vereinfachung
dadurch erzielt werden, daß eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende
Anlage ohne die bisher notwendigen Regler für die Zuordnung der Abnahmeorgane zu
den Spuren arbeiten kann. Der Wegfall der Regeleinrichtungen hat den weiteren Vorteil,
daß die Einlaufzeit außergewöhnlich kurz gehalten werden kann, was bei der übertragung
von Nachrichten oder Sportsendungen erwünscht ist.
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Die Erfindung soll nunmehr mit Hilfe der Ausführungsbeispiele darstellenden
Figuren genauer erläutert werden. Von diesen zeigt F i g. 1 schematisch die Lage
der Spuren und der Abnahmeorgane für eine Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
F i g. 2 das Prinzipschaltbild einer Umschalteinrichtung, F i g. 3 das Prinzipschaltbild
einer Umschalteinrichtung für den Fall, daß das Signal nicht mit konstanter Amplitude
aufgezeichnet wird, z. B. mit einem amplitudenmodulierten Träger, F i g. 4 und 5
Blockschaltbilder von Einrichtungen zur Gewinnung eines mit der Umdrehungszahl des
Kopfrades synchronen Wechselstromes zum Antrieb des Kopfrades aus der Bildfrequenz
des Fernsehsignals.
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In F i g.1 bedeutet 1 einen bandförmigen Informationsträger, z. B.
ein Magnetband, das in Pfeilrichtung durch eine (nicht dargestellte) Transportvorrichtung
bewegt wird. Auf dem Band 1 wird das Fernsehsignal in herkömmlicher Weise mittels
auf einem rotierenden Kopfrad angeordneten Aufzeichnungsorganen, z. B. Magnetköpfen,
in einem Winkel zur Bewegungsrichtung des Bandes verlaufenden Spuren aufgezeichnet,
von denen in der Figur drei Spuren dargestellt sind. Es ist angenommen, daß die
Aufzeichnung mit zwei diametral am Kopfrad angeordneten Aufzeichnungsorganen vorgenommen
wird und das Band 1 um etwas mehr als den halben Umfang des Kopfrades geschlungen
ist. Abweichend von dem übrigen Aufzeichnungsverfahren ist jedoch die Umdrehungsfrequenz
des Kopfrades nicht synchron mit der Bildfrequenz des Fernsehsignals, sondern verhält
sich zu dieser wie
wobei Z die Länge der Spur für ein Vollbild und d den Abstand der Spuren (Spurmitten)
bedeuten. Wie die Figur erkennen läßt, schließen die Spuren ferner nicht dicht aneinander
an, sondern sind durch Zwischenräume getrennt, die vorzugsweise etwa so groß wie
die Spurbreite sind. Zur Abnahme des Signals gemäß der Erfindung ist nun nicht ein
Kopfpaar wie bei der Aufzeichnung vorgesehen, sondern zwei Kopfpaare 11,12 und 21,
22. Die Köpfe 11, 21 und 12, 22 sind unmittelbar nebeneinander angeordnet, die Kopfspalte
liegen in einer Linie und haben die gleiche Winkellage wie die Spalte der Aufzeichnungsköpfe.
Die Kopfspalte brauchen dabei nicht unbedingt senkrecht zu den Spuren zu stehen.
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Die von den Köpfen 11, 21 bzw. 12, 22 gelieferten Signale werden nun
einer Umschalteinrichtung zugeführt, für die F i g. 2 ein schematisches Ausführungsbeispiel
zeigt. Die Umschalteinrichtung verbindet jeweils nur einen der beiden zusammengehörenden
Köpfe mit der Ausgangsleitung, und zwar jeweils denjenigen Kopf, der die höhere
Ausgangsspannung abgibt. Hierzu werden die von den Köpfen 11, 21 bzw. 12,22 abgegebenen
Signale nach Verstärkung in den Verstärkern 13 und 23 mittels der Dioden 14 bzw.
24 gleichgerichtet. Die durch die RC-Glieder 15,16 bzw. 25,26 erhaltenen
Gleichspannungen werden einer Addierstufe 30 zugeführt und in dieser addiert. überwiegt
die Ausgangsspannung des Kopfes 11, ist die Summe z. B. positiv, bei überwiegen
der Spannung des Kopfrades 21 wird sie negativ. Die Summenspannung gelangt nun zu
einer Torschaltung 31, welche nur während der Austastlücken des Signals geöffnet
ist; zweckmäßig kann man als Tastimpuls den Synchronisierimpuls verwenden. Die Torschaltung
wird hierzu durch das bei 32 zugeführte, aus dem Fernsehsignal abgeleitete Synchronsignal
geöffnet. Das in diesem Augenblick von der Torschaltung hindurchgelassene Summensignal
wird in einem Speicher 33 gespeichert. Es ist dabei nicht notwendig, den Absolutwert
des Summensignals festzuhalten, sondern es genügt, das Vorzeichen zu speichern.
Als Speicher kann daher z. B. ein bistabiler Multivibrator verwendet werden. Je
nach dem Vorzeichen des gespeicherten Signals wird von diesem der als elektronischer
Umschalter ausgebildete Schalter 35 in der Weise betätigt, daß das Signal mit der
höheren Spannung zur Ausgangsleitung 34 gelangt.
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Um einen Vorverstärker (13, 23 in F i g. 2) einzusparen, kann der
Umschalter 35 auch unmittelbar hinter den Abnahmeorganen angeordnet werden. Die
Einrichtung nach F i g. 2 ist insbesondere für den Fall geeignet, daß das Fernsehsignal
in Form eines frequenzmodulierten Signals aufgezeichnet wird.
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Ist auf dem Band dagegen ein amplitudenmoduliertes Signal aufgezeichnet,
so ist es zweckmäßig, zum Amplitudenvergleich ein mitaufgezeichnetes Pilotsignal
zu verwenden. In diesem Falle kann die Umschalteinrichtung nach F i g. 3 ausgebildet
sein. In dieser bedeuten wieder 11, 21 bzw. 12, 22 die beiden nebeneinanderliegenden
Abnahmeköpfe und 13, 23 Vorverstärker für die von den Köpfen abgegebenen Pilotsignale.
Diese werden mittels der Dioden 14, 24 gleichgerichtet, und die an den Kondensatoren
16, 26 auftretenden Gleichspannungen werden zwei Torschaltungen 36, 37 zugeführt,
welche durch den das bei 38 zugeführte Synchronsignal geöffnet werden. Die Figur
gibt ferner ein Ausführungsbeispiel für die Speichereinrichtung (33 in F i g. 2).
Diese ist als bistabiler Multivibrator mit zwei Transistoren 41, 42 ausgebildet,
welche durch die den Basen der Transistoren zugeführten Gleichspannungen in dem
Sinne gesteuert werden, daß jeweils derjenige
Transistor leitend
ist, welcher die höhere Gleichspannung bekommt. Von der Kollektorspannung eines
der Transistoren wird der Umschalter 35 betätigt, welcher die von den Köpfen abgenommenen
Signale an die Ausgangsleitung 34 legt, wobei derjenige Kopf mit der Ausgangsleitung
verbunden wird, welcher die höhere Ausgangsspannung abgibt.
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Statt im trägerfrequenten Bereich können die Umschaltung und der Amplitudenvergleich
auch nach der Demodulation der trägerfrequenten, mit Frequenz-oder Amplitudenmodulation
aufgezeichneten Fernsehsignale im videofrequenten Bereich vorgenommen werden.
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Wie schon an früherer Stelle erwähnt, ist im allgemeinen die Umdrehungsfrequenz
des Kopfrades nicht synchron mit der Bildfrequenz oder einem ganzzahligen Bruchteil
derselben, sondern weicht je nach der Richtung der Kopfspalte im Vergleich zur Längsrichtung
des Bandes mehr oder weniger von dieser ab, und zwar um so stärker, je größer der
Winkel zwischen der Richtung der Kopfspalte und der Bewegungsrichtung des Bandes
ist. Nur in dem speziellen Fall, in welchem die Richtung der Kopfspalte mit der
Bewegungsrichtung des Bandes übereinstimmt, der Winkel zwischen beiden also zu Null
wird, entspricht die Umdrehungsfrequenz des Kopfrades der Bildfrequenz oder einem
ganzzahligen Bruchteil derselben.
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Zur Gewinnung der Umdrehungsfrequenz f u
können die in F i g.
5 schematisch dargestellten Einrichtungen dienen. In beiden Fällen ist ein Oszillator
45 vorgesehen, der auf die Differenzfrequenz zwischen der Bildfrequenz fB
des Fernsehsignals und der benötigten Umdrehungsfrequenz fu für das Kopfrad abgestimmt
ist. Diese Differenzfrequenz fB-fu bzw. f u - f B kann nun nach F
i g. 4 einer Mischstufe 46 zugeführt werden, welche als Kombinationsfrequenz der
Differenzfrequenz und der Bildfrequenz die Umdrehungsfrequenz f u abgibt.
Nach F i g. 5 kann die Umdrehungsfrequenz fu aus der Bildfrequenz auch mit Hilfe
eines elektronisch variablen Phasendrehgliedes 47 gewonnen werden, dem die Differenzfrequenz
und die Bildfrequenz zugeführt werden.
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Die Wechselspannung mit der Umdrehungsfrequenz fu wird in an sich
bekannter Weise dazu benutzt, nach entsprechender Verstärkung und gegebenenfalls
nach Umwandlung in einen Dreiphasenstrom einen Synchronmotor für den Antrieb des
Kopfrades zu speisen.