DE1412296A1 - Synchronisierungssystem fuer Bandapparate - Google Patents

Description

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Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, . f .

Dipl.-Ing. H,Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

, ( J&» te A

DHIBM 8 MÜNCHEN 27, DEN ^ . .

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

Ampex Corporation, 401 Broadway, Hedwood City, Calif.,

T.St.v.A.

Syriclironisierungssystem für Bandapparate

Die Erfindung "bezielit sich, auf einSignal-Synclironisierungssystem, insbesondere auf ein Öignal-Synclironisierungssystem zur Synchronisierung von Informationen, die von einem Magnetband erhalten werden, auf dem vordem Informationen aufgezeichnet wurden.

Das erfindungsgemäße Synchronlsierungssystem ist allgemein bei solchen Systemen anwendbar, bei denen' eine Mehrzahl von Synchronxsierungssignalen verwendet wird, um die Aufnahme oder Aussendung von Signalinformationen einer Quelle synchron zu Signalinformationen von einer anderen unabhängigen Quelle zu halten. Da das erfindungsgemäße Synchronisierungssystem insbesondere nützlich zur Synchronisierung von Fernsehsignalen ist, wird im folgenden die Erfindung in ihrer Anwendung auf ein i'ernsehübertragungssystem beschrieben. Dem Fachmann ist aus der Beschreibung jedoch unmittelbar ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Synchronisierungssystem selbstverständlich gleichermaßen nützlich bei Rechenmaschinen

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und Automatisierungssystemen anwendbar ist, allgemein in allen Systemen, bei denen ein Informationsspeichermittel verwendet wird, das zur Aufzeichnung und Wiedergabe abgetastet wird und das während einer solchen abtastung einer Synchronisierung mit Informationen bedarf, die von einer anderen Quelle herrühren.

Fernsehsignalinformationen, die übertragen werden sollen, können von vielerlei Quellen abgeleitet werden, wie etwa von Ferns ehkameras,' bei einen ein Bild orthikon oder vidikon zur Aufnahme von Liie-Sendungen in Studios vorgesehen ist, oder von einem Magnetbandapparat mit- einem Magnetband,auf dem beispielsweise öignalinformationen aufgezeichnet wurden. Häufig ist es wünschenswert, Programme zu wechseln oder verschiedene Programme ineinander zu schieben. Beispielsweise ist es dann erforderlich, von einem Apparattyp auf einen anderen iipparattyp umzuschalten oder von einem Außenstudio zu einem örtlichen Studio. Ein großer Prozentsatz des Materials, das in einem otudio als Programm bevorratet ist, ist auf Magnetbändern aufgezeichnet.

3eim Umschalten zwischen einem Magnetbandaufaeichnungs- und Wiedergabegerät für Fernsehsignale und einer anderen Fernsehquelle war es schwierig, das von dem Band abgenommene Signal mit hinreichender Genuauigkeit zu synchronisieren. Ein Synchronisationsfehler führte in der Regel zu einem Durchlaufen des Bildes, das im Raster des Fernsehempfängers wiedergegeben wird. Ferner konnte das Studio nicht ohne weiteres besondere Bildeffekte hervorrufen, wie etwa Einblenden oder Ausblenden des Bildes, Mischen von zwei oder mehreren Signalen, Aufteilung der Schirmbildwiedergabe und andere besondere Effekte, die einer genauen Synchronisierung bei der Fernsehsignalübertragung bedürfen.

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Während dös Abspielens der Yideo—Signale, die auf einem Band aufgezeichnet sind, muß eine genaue SynchronMerung mit den vorangehenden und folgenden !''ernseh—VAdeo-iJignalen vorgenommen v/erden, die von dem Inform-, tionsverarbeitungs&pparat abgeleitet werden, der mit dem Band- . -. aufzeichnungs- und Wiedergabegerät zusammenarbeitet, Es ist bekannt, daß die Stabilität der Zeitbasis eines Fernsehbildes, das von einem Hagnetbandaufzeichnungsgerät abgenommen wird, direkt von der (xleicümäßigkeit der Winkelgeschwindigkeit der sieh drehenden Abtasttroiamel abhängt, die die magnetischen. Abtastkopfe oder Wandler trägt. Um die gewünschte genaue Synchronisation, zu erreichen, ist daher eine außerordentlich genaue Steuerung der Geschwindigkeit des iuitriebsmotors erforderlich, der die Umlaufgeschwindigkeit der Abtasttrommel bestimmt.

Es ist ein Magnetbandapparat bekannt, bei dem ein Synchro nisierungsmo tor vom Heaterese-Iyp zum Antrieb der Abtasttrommel vorgesehen ist. Eine genaue Synchronisierung eines solchen Synchronmotors erwies sich als schwierig.

Es ist eine Aufga.be der Erfindung, ein Sy. η ehr ο nisi erungssystem anzugeben, das eine genaue synchronisierung zwischen einem Magnetbandapparat und einem anderen von ihm unabhängigen Informationsverarbeitungsapparat gestattet.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes !''ernseh-Signaliibertragungssystem anzügeben.

üb ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Video-Signal, das von einem Magnetbandapparat abgeleitet ist, mit einem Video-Signal, das von einer anderen Quelle abgeleitet ist, zu synchronisieren.

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Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, in einem Pernsehübertragungssystem Synchronisierungsmittel vorzusehen, die das Mischen von Signalen zweier voneinander unabhängiger Signa !.quellen gestattet, wie auch das Einblenden und ausblenden von mildern, das Aufteilen der Schirmbildwiedergabe und anderer besonderer Effekte.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine schnelle Korrektur eines Antriebsmotors herbeizuführen, der die Zeitbasissgenauigkeit einer Video-Abtasttrommel in einem Magnetbandapparat bestimmt.

Es ist eine weitere Aufgäbe der Erfindung, eine genaue synchronisierung eines Synchronmotors vom Hysterese-Typ herbeizuführen, .der eine Video-Abtasttrommel antreibt.

Zur 'Vereinfachung der Beschreibung wird der Ausdruck "sync" im folgenden benutzt, um Synchronisierungrsinformationen, Synchronsignale oder Synchroηimpulse zu bezeichnen.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Signal— synchronisierungsoystem zur Synchronisierung eines Magnetbandapparates mit einem anderen von diesem unabhängigen Informationsverarbeitungsapparat verwendet. Das Synchronisierungssystem empfängt ein Sync-Signal von dem Magnetbandapparat, der eine Hehrzahl von Sync-Komponenten enthält. Das Sync-Signal ist aus einer Mehrzahl von Sync-Komponenten zusammengesetzt. Das Sync -Signal wird mindestens in eine erste Sync-Komponente und eine zweite Sync-Komponente aufgeteilt, wobei die zweite Sync-Komponente eine wesentlich größere Frequenz als die erste Sync-Komponente hat. Einem Separator wird ein Bezugssignal zugeführt, der daraufhin eine erste Bezugs-Sync-*

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Komponente und eine zweite Bezugs-Gyne-Komponente abgibt, die der ersten und zweiten Syne-Komponente, die vom Magnetbandapparat abgeleitet wurden, entsprechen. Die abgetrennten ersten Syne-Komponente werden einom Komparator zugeführt, der ein erstes j&'ehlersteuersignal erzeugt. Die abgetrennten zweiten Sync-Komponente werden dann verglichen und es wird ein zweites B'ehlersteuersignal aus ihnen abgeleitet. Diese I'ehlersteuersignale werden zur Veränderung der Umlaufgeschwindigkeit eines Abtastorgans des Bandapparates verwendet, um die von dem Band abgenommenen Informationen mit Informationen einer anderen Signalquelle zu synchronisieren, die sieh in Synchronismus mit den Bezugs-Sync-Signalen befindet«

Bei Anwendung der Erfindung auf ein Pernsehübertragungssystem können die öync-Signalkomponenten die waagrechten und senkrechten Üync-Komponente eines zusammengesetzten Video-Informationssignals sein, das vordem auf einem Magnetband ε-uf gezeichnet wurde. Die waagrechten und senkrechten Bezugs-Sync-Komponenten können von einer Sezugs-oignalquelle abgeleitet werden, wie etwa einem örtlich im btudio befindlichen Bezugs-üync-ü-enerator oder einem Setzwerk-Iiaupt-Sync-G-enerator. Die senkrechten iJ7/ne-iComponente vrordcn in einem Phasenkomparator miteinander verglichen und es wird aus ihnen ein li-robsteuerungssignal abgeleitet, das zur Veränderung der Umlaufgeschwindigkeit einer Abtastkopf-'irommelanordnung eines Magnetbandapparateo verwendet wird. In ähnlicher Weise werden die waagrechten Sync-i£omponente derart verglichen, daß irgendwolche Phasen- oder Ireq_üenzfehler zwischen den waagrechten Bezugs-idync-Jignalen und den waagrechten Videoxnformations-iiync-IJignälen ein l'einsteuerungssignal bewirken, D". die waagrechten öync-Öignäle eine i^vrec|_uenz von 15,750 Üz haben, kötineh sofort Positiohsinförmätionen

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über die Video-Abtasttrommel erhalten werden, die geringen Drehbewegungen entsprechen. JJiese informationen werden" verwendet, um eine schnell ansprechende Regelung vorzu- · nehmen, die auf die Steuersignale derart anspricht, daß dia ^laufgeschwindigkeit der Abtasttrommel verändert wird, und zwar so, daß der handapparat mit dem l'ernsehubertrr.gungssys tem synchronisiert wird.

■ JiG -Erfindung wird im folgenden in allen Linzo unter "bezug auf di.> "beigefügten figuren "beschrieben.

Γ ig. 1 z,eigt ein vereinfachtes Lloclcs ehalt "bild cer Erfindung im !Betriebszustand "Aufnahme" des Synchronisierungssystems,

i'ig. 2 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild der Erfindung im "Detriebszustand "Viiedergabe" des Synchronisierungsaj-stems,

I'ig. 3a und 3b stellen nebeneinander gelegt das Sync.hronisierungssystem n^ch der Erfindung in einem Blockschaltbild in Einzelheiten dar (funktionelle Darstellung),

I'ig. 4 bis 8 zeigen iuuplituden-Yerlaufe, die imüetrieb des erfindungsgemäßen Synchronisierungss3^rstems auftreten ο

In ii'ig. 1 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild dargestellt, daß das Synchronisierung 'stern nach der Erfindung im Betriebszustand"Aufnähme" darstellt« mn Bezugssignal 10, das beispielsweise von einem örtiicheia Bezugsüync-Generator abgeleitet sein kann, läuft durch einen Üync-Beparator 12, in dem eine 60 Hz-üenkrecht-Ö7^nc-^ Komponente abgetrennt wird« Das bO Hz-Öehkreeiit-Syöö-

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!Signal wird einem Phasenkomparator 14. und einem Frequenzmu-ltiplikator 16 zugeführt, welch letzterer daraus ein 240 Πζ-Sinus-V/ellensignal erzeugt. Das 240~iiz- Sinus-Y/ellensignal wird einem Phasenschieber 18 zugeführt, der die Phase des signals verändert,wenn ein IPehlersteuersignal von dem .jPhasenkompar^tor I4 abgegeben wird.

Zur i^xzeugung eines solchen irehlersteuersignals wird ein 24O Hz-Signal in bekannter tfeise mittels einer lichtelektrischen Zelle abgeleitet, die mit einem äeitgeberring auf einer Abtastkopf-Ü'rommelanordnung eines Magnetbandapparates zusammenarbeitet. Der Zeitgeberring, der zur ilälfte schwarz und zur üälfte weiß ist, reflektiert von seinem weißen l'eil Licht auf die lichtelektrische Zelle während einer Hälfte der !'rommelumdrehung. Dadurch wird einiiechteck—oignal erzeugt, dessen Frequenz im wesentlichen 240 Hz beträgt» Dieses von der lichtelektrischen Zelle abgeleitete signal wird über einen Anschluß 22 dem Phasenkomparator 14 zugeführt. In dem Phasenkomparator 14 wird dieses bign„1 hinsichtlich seiner Phase mit den 60 Hz—Impulsen des -Sync—Separators. 12 verglichen.. Jeder Phasenfehler.wird festgestellt und bewirkt die Erzeugung eines l'ehlersteuersignals, das eine Kompensierungsvorrichtung 24 betätigt, beispielsweise einen ii-esolver—liOtor, der den Phasenschieber 18 antreibt. Der „lesolver-iüotor kann beispielsweise, von elektromechanischen! ϊ'.ρ soiti. JJ3.3 -UiJgangGsignal des ^hasenschiäciers IB ist πι' t dein Antriebsmotor für die Abtasttrommel über einen PhasoniuodulatoJ: 20 gedoppelt. Das Ausgangs signal ändert, .•'.alls dies ori'or der lieh ist, die. Umlaufgeschwindigkeit der. sich drehenden Trommel,,

Das 240 ,Hz-Eechteck^aign-l von der lichtelektrischen

.Zelle ,jsrird .ferner., einem iir-eq^ueiiz-JJiskriminator. 26 zugeführt,

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der im wesentlichen ein Dämpfungskreis ist, welcher Änderungsgeschwindigkeiten der Frequenz des Rechteck-Signals feststellt und aus ihnen ein Prequenz-Ifehlersignal ableitet, das zur Steuerung des Phasenmodulators 20 verwendet wird. Während des Betriebszustandes "Aufnahme" wird mit dieser Schaltung eine maximale Gleichmäßigkeit der Umlaufgeschwindigkeit der Abtasttrommel und eine genaue Einstellung der trommel in bezug zu speziellen Informationen in dom zusammengesetzten Video-Signal erreicht, /ährend des -üctriebszustandes "wiedergabe" wird daher die spezielle Information benutzt, um die genaue lage der Abtasttrommel festzustellen und um ihre Umlaufgeschwindigkeit derart zu verändern, daß das Yideo-oignal synchron zu einer anderen Quelle von Signalinformationen auftritt.

Der .Betriebszustand "Wiedergabe" des Synchronisierungssystems ist in l'ig. 2 in vereinfachte3: l'Orm dargestellt. Ein JBezugssignal wird von einer Uezus—Signal-Quelle 28 abgeleitet, wie etwa von einem Sync-Generator und einem Sync-Separator 30 zugeführt, der das Signal in 60 Hz-Vertikal- und 15f150 Hz-Horizontal-Sync-Komponente aufteilt. Die 60 Hz-Vertikal-Sync-Komponente wird einem Frequenz-Multiplikator 32 und einem Vertikal-Phasen-Komparator 34 zugeführt. Der Frequenz-Mulitplikator 32 wandelt das 60 Hz-Signal in ein 240 Hz-Steuerungssignal um, das durch einen Phasenschieber 36 und einen Phasenmodulator 38 geschickt wird und dann die Umlaufgeschwindigkeit eines Antriebsmotors steuert, dar an eine Magnetband-Abtasttrommel gekoppelt ist.

Zugleich wird ein Sjmc-Signal von dem zusammengesetzten Signal, das auf dem .Band aufgezeichnet ist, abgeleitet

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und einem Sync-Separator 40 zugeführt, der es in eine vertikale und horizontale Sync-Komponente aufteilt, die zum Vergleich mit den Bezugs-äync-Komponenten verwendet werden; die 60 Hz-Vertikal-Sync-i^omponente wird in dem Yertike-l-Phasen-Komparator 34 verglichen. Ergibt sich irgendein j?ehlersteuerungssignal, ao betätigt dieses ein "u'ehler-Signalrelaia 42. Daa .relais 42 schaltet seinerseits das abgegebene ]/'ehlersteuerungssignal an den Phasenschieber 36, wodurch eine geeignete V'ertilcal-Sildausschnitt-Verschiebung erfolgt. Der Phasenschieber 36 veüidert di^ Phase des 240 iiz-Steuerungssignalö, da,s einem antriebsmotor zugeführt wird, und zwar nach Maßgabe der Amplitude des Steuersignals.

Die horizontale ^ync-Komponente, die von dem Band abgeleitet wurde, wird dann mit der horizontalen Sync-Komponente, die von der Bezugs-Syric-Quelle 28 abgeleitet wurde, in einem horizcttalen Phasen-Komparator 44 verglichen. i..in si cm ergebendes Phasen-li'ehlersignal ■.-/irel dirett dem Phasen-Hodulator 3S zugeführt. Dieses Pha^on-i-elilersigiial hoher ü-esch-'jindigkoit, das sieh au;.: dem Vergleich der horizontalen üync-oignale ergibt, bewirkt geringe momentane Korrekturen, die die Winkelgeschwindigkeit des Antriebsmotors und der .ίΛ ta st trommel innerhalb enger 'J]oler-:mzen halten.

erzeugt der Vertikal-Phasen-KompMrator 34 ein 3?ehlersteuer-Dignal, so v/ird das liehlersteuersignal-Ii.elais 42 umgeachaltet und erdet den horizontalen Phasen-Komparator 44, no daß der eingang des Phasen-Modulators 38 in stationärem Zustand gehalten wird.

Zusätzlich ist ein Bequena-Diskriminator .46 vorgesehen,

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der zur Ermittlung von '^nderimgageschwindigkeiten eier Frequenz dient und einjj'reciuenz-Pohl er signal erzeugt, das den Paa se !!-Modulator 38 in gleicher Weise steuert, wie vordem im Zusammenhang mit dem Jetriebsaustand "Aufnahme" "beschrieben.

I3ei Anwendung eines ^ynchronisierungssystems dieoer .axt ist es möglicii, eine seitliche Koinzidenz zwischen den. .Bezugs-Sync-^ignalen und den liand-ojmc-bignaleti von ungefähr 0,1 i-iikroaekunden während der Zeitdauer unterhalb einer Sekunde aufrecht zu erhalten, ü'ber längere Zeitdauer von 1 Minute oder mehr ergibt sich eine ofe-bilität vo η 0,2 iiikrο s ekund eη.

Die Mg. 3a und 3b stellen funktioneile .dlockdiagramme dar, die cUs Lynchronisierungssystem mit mehr Einzelheiten zeigen. Das System befindet sich im Schaltzustand "3YrIG" und "iietrieb" (0), während der "Wiedergabe" (P). kium klaren Verständnis sind in den i'ig· 3a' und 3b folgende Schaltbezeichnungen verwendet:

SYNC: Synchronisierung ist im ganzen System

eingeschaltet

äORtdiiL·: iiorma!betrieb ohne Synchronisierung

0: Synchronisierungssystem im .betrieb

ST: Ruhezustand

R: "Aufnahme"-zustand

P* "Wiedergabe" Zustand

SI¹ARi¹: Start— oder Vorbereitungsperiode bei ""wie

dergabe"

RUN: "fortlaufender Betrieb bei "Wiedergabe"

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Im ^Betriebszustand "Aufnahme" wird ein SynchrOnisierungssignal von einer Synclironisierungsq.uelle 50 über einen ücrialter Sl (der in eier Ute llung "Aufnahme" "E" ist) einem Impedanz-Wandler 52 zugeführt. Die Sync-vJuelle kauη im wesentlichen aus einem elektronischen Verstärker gebildet se. n, der aus dem zusammengesetzten Video-Signal, das er beispielsweise von einer Fernsehkamera erhält, byne-bignale .herauszieht. Die Vertilcal-ö^nc-Kompouente wird von dem oyuc-Signal mittels eines Separators 54 abgetrennt und einem l'rigger-Ver stärker 56 zugeführt, der einen monostabilen Multivibrator 58 betätigt, so daß dieser itechteckimpulse abgibt. ~Δ\ι gleicher Zeit läuft die dorizontal-Sync-Komponente durch einen Difi'ereritionskrei s, bestehend ;--us einem V/iderstand 62 und einem Kondensator 64, zu einem monostabilen ΐ-mltivibraotr 66. jJie Ausgangssignale der liultivibratoren 53 und 66 "werden einem "UiLV-u-atter 60 zugeführt, das die ins Positive gehenden Kanten der Rechteckimpulse anzeigt, welche von jedem der ilultivibratoren erzeugt werden. Die Vertikal—oync-Komponente erzeugt eine ins Positive gehende Kante, die mit einer ins Positive gehenden Kante der Horizontal-S^rnc-liomponente nur einemal pro Jiild koinzidiert. Die AusganöSimpulse von dem "^!^"-G-atter 60, das einen Koinzidenz-Kreis darstellt, treten mit einer Jrolgefrequenz von 30 Hz auf. Din Impulsformer 68 streckt die von dem "UlW-G-atter 60 kommenden Impulse und erzeugt ein Edit-Impuls-Eezugs-Signal ( Öchnittimpuls), das im Betriebszustand "Wiedergabe" zur Steuerung der ji^ndantriebsachse beim Beginn der ""Wieder gäbe" verwendet wird.

Im Betriebszustand "V/iedergabe" oder "Aufnahme" ist der Synchronißierungsapparat während einer Anfangsperiode von etwa 3 bis 5 Sekunden in einer "Start"-Stellung,

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jjcs "«/iedergabe^ijignal der Steuerspur auf dem Hagnetband wird einem Mit-Impuls-Separttor 70 (Fig. 3b) zugeführt, der die aufgezeichneten Edit-Impulse (wie in !'ig. 4a) einem Verzögerungskreis 72 über einen Schalter b3 zuführt, der in de-r "i>tart"->3tellung ist« ifes "¥iedergabe"-oignal wird von dem Magnetband mittels eines »Steuerspurkopfes· abgeleitet und mittels eines elektronischen Verarbeitungskreises, der in der Regel zur Verarbeitung von .'üignalinformationen in Magnetbandapparaten verwendet" wird. Das Ausgangs-Signal des Ver?rögerungsicreisea 72 (in iig. 4b dargestellt) läuft zu einem Impulsformer 74 (iig. 4c), der einen sehmalen Impuls alle 1/30 Sekunden einem Prüfgatter 76 zuführt.

Gleichlaufend wird ein Synchronisierungssignal von einer jjezugs-Sync-Quelle 78 (Pig. 3·Ό über den Impedanz-Wandler 52 abgeleitet und eine Vertikal-Sync-ilomponente davon durch den Separator 54 abgetrennt. Die Vertikal-Sync-Komponente läuft durch den i'rigger-Verstärker 56 und den monostabilen Multivibrator 5ö und wird dem "IMD"-Gatter 60 zugeführt. Ein scharfer 30 üz-Impuls (gezeigt in Fig. 4d) wird bei jedem vrechselndem i'eld in Koinzidenz mit der ersten i^erbe eines jeden v/ecliselndeu vertikalen Sync-ImpAses erzeugt. Der schmale Impuls von dem "UjjlD"-Gatter wird einem monostabilen xiultivibrator 80 (iig. ;ib) zugeführt, der derart ausgelöst wird, daß er einen Impuls (Fig.4e) einem Impulsformer 82 zuführt, welcher aus diesem einen trapez-Jjnpuls (I¹Ig. 4f) macht. Die i'rapez-Impulse kommen zum u-atter 76, wo die Impulse von dem Impulsformer 74 die Trapeze abtasten» Jioinzidiert der Impuls von dem impuls former 74 nicht mit dem wull-Durchgang des geneigten 'Heiles des 'x'rapeces, so wird eine jj'ehlerspannung oder ein i^!'ehlerstc:uersignal abgeleitet und in einem opeicherkonden.oator 84 gespei cheri.

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Das Fehlersignal'in dem Kondensator 84 liegt in einer Reaktorröhre 86, welche einen 60 Hz-Oszillator 192 steuert, der mit der Bandauftriebsachse des Motors über einen Schalter S12 gekoppelt ist. Da der Edit-Impuls, der zur Abtastung des l'rapezimpulses verwendet wird, der von dem Bezugs-oync-Signal abgeleitet wurde, seinerseits sowohl bei der "Aufnahme" wie der"Wiedergabe" von der gleichen Schaltung abgeleitet, wird, kann die Umlaufgeschwindigkeit der Bandantriebsachse des Motors unter Verwendung der aufgezeichneten Edit-Impulse und der Bezugs-Syno-Sighale verändert werden, um eine genaue Beziehung der Bandlage hinsichtlich des äquivalenten Bezugs-Sync-Signals bei "Aufnahme" herzustellen. Während des "Startes" sind alle Relais in der "Aufnahme"-Stellung mit Ausnahme der Relaisschalter Sl, S4 und 812, die durch Sterne in den Figuren gekennzeichnet sind. Nach dem "Start" oder der Anfangsperiode der Justierung, welche beispielsweise 3 bis 5 Sekunden dauern kann, wird das 240 Hz-Steuersignal, das von der 240 Hz-Steuerspur aufgenommen wird, zur Erregung eines Relaisbetätigers 112 verwendet. Der' Relaisbetätiger 112 betätigt die Relaisschalter zwischen "Wiedergabe", "Aufnahme" und "Start" und "Lauf". Die Relaisschalter Sl, S4, S12 sind jedoch stets im Betriebszustand "Wiedergabe" in der "Wiedergabe"-Stellung.

Befinden sich die Relaisschalter, mit Ausnahme der Schalter Sl, S4 und S12, in der "Aufnahme"-Stellung, so wird ein Bezugs-Sync-Signal von der Bezugs-Sync-Quelle 78 abgeleitet und läuft durch den Impedanz-Wandler 52, der ein Ausgangssignal, wie es in 3Tig. 5a dargestellt ist, dem Separator 54 zuführt. Ton dem Separator 54 wird die Vertikal-Jync-Komponente abgetrennt und einem l'rigger-Verstärker 56 und dann dem monostabi-

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len Multivibrator 58 zugeführt. Das Ausgangssignal vom Multivibrator 58 (siehe Pig. 5b) wird dann über einen Schalter S5 einem Irigger-Verstärker 88 zugeführt, von dem es zu einem verzögernden Multivibrator 90 gelangt, der einen Impuls, wie er inFig. 5o dargestellt ist, erzeugt. Das Ausgangssignal von dem Multivibrator 90 wird in einem Impulsformer 92 umgeformt. Der umgeformte Impuls (Fig. 5d) gelangt zu einem Gatter 94.

Zugleich wird ein 240 Hz-Rechtecksignal von der lichtelektrischen Zelle abgeleitet und einem Amplitudenbegrenzer 96 zugeführt. Der dort abgeschnittene Impuls (Fig. 5e) wird über einen Schalter S6 einem Impulsformer 98 zugeführt. Das Ausgangssignal des Impulsformers 98 (ϊ-'ig· 5f) wird dann über einen Impedanz-Wandler 100 dem Gatter 94 zugeführt. Es hat eine Frequenz von 240 Hz. Jeder vierte Impuls des 240 Hz-Signals, das von der lichtelek- ■ trischen Zelle abgeleitet wird, wird mit jedem 60 Hz-Signal verglichen, das von dem Impulsformer 92 abgeleitet wurde. Ist das Ausgangssignal der lichtelektrischen Zelle nicht in Phase mit dem Impuls (Fig. 5d), die am Ausgang des Impulsformers 92 auftreten, so entsteht ein Phasen-Fehlersteuerungssignal und es wird eine Steuerspannung in einem Speicherkondensator 102 gespeichert. Die Phasen-Fehlersteuerspannung wird über einen Impedanzwandler 104 und einen Sbhalter S7 (in der Stellung "Wiedergabe") einem 60 Hz-Abhacker 106 (chopper) zugeführt. Das Ausgangssignal des 60 Hz-Abhackers 106 wird über einen Verstärker 108 einer Kompensierungsvorrichtung 110 zugeführt, die beispielsweise ein Resolver-Motor sein · kann. Der Resolver-Motor schiebt die Phase eines Phasenschiebers- 112 oder Resolvers, wodurch die Phase eines 240 Hz-Steuersignals verschoben wird, das den Abtasttrommel-Motorantrieb steuert.

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Die Kompensationsvorrichtung 110 gibt ihren Korrekturbefehl an den Phasenschieber so lange, wie eine Steuerspannung am Kondensator 102 liegt, wodurch angezeigt wird, daß der Vertikal-Synchronisierungsimpuls nicht mit dem Impuls koinzidiert, der von der lichtelektrischen Zelle abgeleitet wurde, !'ritt jedoch eine solche Koinzidenz ein, so ist der Impuls vom Impulsformer 92 koinzidient mit dem iMull-Durchgangspunkt des Krapez-impulses, der dem Gatter 94 zugeführt wird. In diesem Falle entsteht keine Steuerspannung am Kondensator 102.

Das Synchronisierungssystem bewirkt ferner eine "Vertikal-Sync-Justierung in der "Start"-Periode. Eine Bezugs-Sync-Signal-Quelle 78 (siehe Fig. 3a. und 3b) erzeugt eine 60 Hz-Vertikal-Sync-Komponente und eine 15,750-Hz-Horizontal-Sync-komponente mit .Amplitudenverläufen wie sie in Pig. 6a dargestellt sind. Diese Komponente werden einem Sync-Separator 54 über einen Impedanz-Wandler 52 zugeführt. In dem Sync-Separator 54 werden die vertikalen und horizontalen Sync-Komponente aufgeteilt. Das Ausgangssignal des Separators 54 hat einen Amplitudenverlauf, wie er in Pig. 6b dargestellt ist. Dieses Ausgangssignal wird in einem Trigger-Verstärker 56 verstärkt. ~jj±e erste Kerbe in jedem Vertikal-Sync-Impuls löst einen monostabilen Multivibrator 58 aus, der daraufhin einen Rechteck-ImpuIs erzeugt, wie er in Pig. 6c dargestellt ist.

Um das Signal zu erhalten, das notwendig ist, um den lürommel-Motor mit 240 Umdrehungen pro Sekunde anzutreiben, ist es positiv in bezug zum vertikalen Sync-Signal zu indexieren. Hierzu wird das vertikale Bezugs-Signal von dem monostabilen Multivibrator 58 über einen Schalter SIl einem Bildverdoppelungsoszillator-Kreis zugeführt. Der Bildverdoppelungsoszillator 150 weist eine

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LC Schaltung auf, die einen Zug gedämpfter Oszillationen aus den Impulsen erzeugt, die ihr zugeführt werden. Das Ausgangssignal des Bildverdoppelungsoszillators 150, das eine abklingende Charakteristik hat, wird einem Amplituden-Begrenzer-Yerstärker 152 zugeführt, von dem ein Rechteckimpu-ls abgegeben wird und durch ein 240 Hz Bandpaßfilter 154 läuft. Das Ausgangssignal des Bandpaßfilters 154 ist ein Sinus-Wellensignal mit konstanter Amplitude, das in fester Phase zu den von de'r Bezugs-Sync-Quelle 48 kommenden 60 Hz-Impulsen steht.

Dreht sich dio Abtasttrommel des Magnetbandapparates mit einer solchen Geschwindigkeit, daß die Sync-Signale, zwar sowohl die vertikalen wie auch die horizontalen, die auf dem Band.registriert sind, mit den Sync—Signalen von der Bezugs-Sync-t^uelle 78 koinzidieren, so läuft das 240 Hz Sinus-Wellensignal durch einen Phasenschieber 112, den Impedanz-Wandler 158, den Phasen-Modulator 142, den Impedanz-Wandler 144 und betätigt den Schalter SlO der Abtasttrommel ohne wesentliche Phasenänderung. Die Umlaufgeschwindigkeit der Abtasttrommel wird durch dieses 240 Hz-Signal gesteuert. Ändert sieh die Phase dieses Signals nicht, wenn es durch den Phasenschieber 112 und den Modulator 142 läuft, so erfolgt keine Korrektur zur Änderung der Trommelumlaufgeschwindigkeit. Dies ist ein Anzeichen einer ideal genauen Synchronisation.

Bei einer Art der Justierung zur Aufrechterhaltung einer ständigen Umlaufgeschwindigkeit von 240 Umdrehungen pro Sekunde wird das Signal von der lichtelektrischen Zelle, das die 240 Hz-Rechteckimpulse enthält, über den Amplituden-Begrenzer 96 einem Frequenz-Diskriminator 164 zugeführt, der daraus eine i'req.uenz-i'ehler-Steuerspannung ableitet. Das von der lichtelektrischen Zelle

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abgeleitete Signal wird mit der Bezugsspannung verglichen und daraus wird einPreq.uenz-Eehler-Steuersignal abgeleitet. Das i'req.uenz-lehler-öteuersignal von dem Diskriminator 164- wird dem Steuersignal-Verstärker 138 zugeführt, wodurch das Phasen-Modulationssignal verändert wird, welches demAbtasttrommel-Motorantrieb zugeführt wird. Irgendwelche Änderungen in dem 240 Hz-Rechteckimpuls der lichtelektrischen Zelle werden so von dem irrecLuenz-Diskriminator ermittelt und korrigiert.

Ist der handapparat in Betrieb, so kann jedoch die momentane .iinkellage oder Geschwindigkeit der Abtasttrommel sich innerhalb enger Grenzen ändern, wenn sich der -Banddruck ändert oder .Banäklebestellen* auftreten oder die Lager wandern oder wenn der Antriebsmotor ungleichmäßige Statorwicklungen hat oder aus anderen Gründen. Geringe Änderungen der Motordrehzahl können auch bei Verwendung eines ^-Phasen-Hysterese-Synchron-Motors auftreten, der im allgemeinen bei verschiedenen i'ypen von Fernseh-Batidaufnahmegeräten verwendet wird. JMach der lehre der Erfindung wird eine momentane Positionsinformation der Video-Kopf-Abtasttrommel fortlaiEend in Abständen von einigen Winkelgraden, wie etwa 5°, der Drehung ermittelt. Diese Information wird benutzt, um ein schnellwirkendes Servo-System zu betätigen, das rasch den Antriebsmotor korrigiert.

Um die gewünschte Phasen-Synchronisation zu erhalten, wird das 240 Hz Sinus-Wellensignal mittels des Phasenschkiebers 112 und des Phasen-Modlators 142 modifiziert, wenn ein Vertikal-Ifehler-Steuersignal oder ein Horizontal-I'-ehler-Steuersi^lauftritt. Dies wird im folgenden beschrieben. - ■

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lftn eine Justierung für vertikale Phasenfehler zu bewirken, die dann der Abtasttrommel erteilt v/ird, wird ein Abtastimpuls von dem Impulsformer 92 mit der vorderen geneigten Kante eines Trapezimpulses verglichen, der dem Gatter 94 von dem Impulsformer 98 und dem Impedanz-Wandler 100 zugeführt wird. Der Trapez-Impuls, der von dem Impulsformer 98 erzeugt wird, wird von der .Bezugs-Sync-Quelle 78 abgeleitet, wie dies in Fig. 6a dargestellt ist. Er läuft zu dem Separator 54 über einen Schalter öl und einen Impedanz-Wandler 52. Die Yertikal-Sync-Komponente wird von dem Separator 54 abgetrennt. Die abgetrennteiComponente (Fig. 6b) wird zur Auslösung eines monostabilen Multivibrators 58 mittels des erregten Trigger-Verstärkers 56 verwendet. Der von dem monostabilen Vibrator 58 verzögert abgegebene, in Fig. 6c dargestellte Impuls läuft dann durch den Schalter S6 zu dem Impulsformer 98. Der geformte Impuls (Fig. 6d) wird dann dem Gatter 94 über den Impedanz-Wandler 100 zugeführt.

Zugleich wird das Uand-Sync-Signal, wie es in Pig. 6a dargestellt ist, von dem Anschluß 50 abgenommen und einem Separator 182 zur Abtrennung der Yertikal-Sync-Komponente zugeleitet. Die Vertikal-Sync-Komponente, " wie sie in Fig. 6b dargestellt ist, läuft durch den Schalter S5 und den Trigger-Verstärker 88, um in dem Verzögerungs-Multivibrator 90 einen Impuls zu erzeugen, wie er in Fig. 6e dargestellt ist. Der verzögerte Impuls wird dann mittels des Impulsformers 92 geformt, so daß er einen Amplituden-Verlauf annimmt, wie er in üig. 6f dargestellt ist. Der Impuls von dem Impulsformer 92 prüft das Ausgangssignal des Impulsformers 98 und den Impedanz-Wandlers 100 und erzeugt eine vertikale Phasen-

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Fehler-Steuer-Spa*nnung, die in dem Kondensator 102 gespeichert wird» Jede gespeicherte Spannung läuft durch den Impedanz-Wandler 103 und erregt den Relais-Betätiger 102, der dann den Relais-Schalter SI4 in die "Vertikal" οder"-Y-"Stellung umschaltet. Die Fehler-Steuerspannung wird dadurch über S7 dem 60 Hz-Prequenz-Abhacker 106 und dem Verstärker 108 zugeführt, wodurch die Kompensionsvorrichtung 110 betätigt wird. Die Kompensionsvorrichtung 110 erregt den Phasen-Schieber 112, wodurch die Phase des 240 Hz Steuersignals verändert wird, das dem Abtasttrommel-Motorantrieb zugeführt wird.

Zusätzlich wird eine Frequenz-Fehler-Steuerspannung von dem Frequenz-Diskriminator 160 abgeleitet, der die üand-Sync-Signale vom Anschluß 50 erhält. Die Frequenz-Fehleröteuerspannung wird über einen Schalter S15 dem Steuersignal-Verstärker 138 zugeführt, der ein Steuersignal an den Phasen-Modulator 14-2 gibt. Änderungen der Frequenz der Band-Sync-iComponente werden durch den Diskriminator 160 ermittelt, der die Frequenz des 240 Hz Steuersignals verändert und damit die Drehzahl der Abtasttrommel oder des Antriebes im wesentlichen konstant hält.

Ist die Justierung der Vertikal-Synchronisierung erfolgt, so liegt keine Fehlerspannung am Eoidensator 102. Das hat zur Folge, daß der Relais-Betätiger 120 den Apparat aus der Stellung "Vertikal—Justierung" (,bezeichnet mit "V") auf "Horizontal-Justierung" (bezeichnet mit ."H") schaltet.

Ist das Synchronisierungssystem in der Stellung für die "Horizontal-Phasen- und Frequenz-Justierung", so wird die Horizontal-lJync-Eomponente von der .uelle der Bezugs-

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3ync-Signale 78, siehe Fig. 7a, durch den Impedanz-wandler 52 und den Differentionskreis mit dem Widerstand und dem Kondensator 64 abgeleitet. Das differenzierte Horizontal-Syne-Komponent (siehe Fig. 7b) gelangt zum monostabilen Multivibrator 66. D_as Ausgangssignal (siehe Fig. 7c) des Multivibrators 66 wird in dem Impulsformer 67 umgeformt, der einen trapez-förmigen Impuls abgibt (siehe Fig. 7d), v/elcher eine geneigte Vorderkante hat. Der Trapez-Impuls wird über einen Impedanz-Wandler 70 dem Gatter 134 zugeführt, wo der Abtast- oder Prüfimpuls, der von einem Formpuffer 132 k>mmt, mit demTrapez gemischt wird.

Zugleich wird der Synchronisierungs-lmpuls (siehe Fig. 7e), der von demBand zum Anschluß 50 gelangt, einem Differentionskreis zugeführt,/ef&en Kondensator 122 und einen Widerstand 124 enthält. Die horizontale Sync-Komponente (siehe Fig. 7f) läuft durch den Differentionskreis zu einem verzögerten Multivibrator 126, der einen verzögerten Impuls (Fig. 7g) erzeugt. Der insNegative gehende Teil des verzögerten Impulses gelangt an einen Impedanz-Wandler 128 und einen Sperrschwinger 130, der einen Impuls (siehe Fig. 7h) erzeugt, der einem Formpuffer 132 zugeführt wird. Der Impuls von dem Sperrschwinger 130 läuft durch den Formpuffer 132 und dient als Prüf- oder Abtastimpuls, der einem Gatter zugeführt wird. Der Puffer 132 dient zur Trennung des Sperrschwingers to η irgendeiner Rückkopplung des Gatters 134.

Der Prüf- oder Abtastimpuls (Fig. 7h) prüft oder tastet das Trapez (Fig. 7d) in dem Gatter 134 ab und erzeugt eine horizontale Fehler-Steuerspannung, die in einem Speicherkondensator 136 gespeichert wird. Die Fehler-

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Steuerspannung gelangt ah den Steuer-Signal-V'erstärker 138 über einen Impedanzwandler 140 und einen Schalter S9. Der Steuer-Signal-Verstärker 138, der ein CrleianspannungsVerstärker mit einem Phasen-Leitungsnetzwerk sein kann, wie es üblicherweise in servomechanischen Systemen verwendet wird, liegt an einem Phasen-Modulator 142.

Der Phasen-Modulator ändert die Drehzahl des Abtasttrommel-Antriebes über einen Impedanz-Wandler 144 und einen Schalter SlO derart,daß die Abtasttrommel in eine genaue Beziehung zu den Horizontal-Syne-Komponenten gesetzt wird.

Zusätzlich läuft die Steuerspannung, die am Kondensator 136 liegt, durch den Impedanz-Wandler 140 und durch den Relais-Schalter S7 zu dem 60 Hz-Abhacker 106. Das umgewandelte 60 Hz-Steuernignal wird dann über den Yerstärker 108 der Kompensationsvorrichtung 110 zur Betätigung des Phasen-Schiebers 112 zugeführt. Der Phasen-Schieber 112 liegt in der Regelschleife und bewirkt die Änderung der Phasen-Einstellung des 240 Hz-Steuersignals für den Abtasttrommel-Motorantrieb. Dies erfolgt so lange, b"s di ο 'üt euer spannung am Kondensator 1Γ>6 null wird.

v/ährend des Betriebszustandos "Xaufon" erfolgt eine zusätzliche Steuerung der Drehzahl des Motorantriebs für die B-^antriebsachse. Hierzu wird ein Prüf- oder Abtastimpuls dem Impulsformer 74 zugeführt, der ein Signal prüft oder abtastet, das dem 240 Hz-Sinus-Wellensignal entspricht, welches von dem Magnetbandapparat abgeleitet wurde. *

Zum Zwecke dieser Prüfung oder Abtastung liefert die

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lichtelektrische Zelle 240 Hz-Rechteckimpulse, die durch den Amplituden-.Begrenzer 96 einem Inverter 166 zugeführt werden, welcher ein Ausgangssign-al abgibt, wie es in Fig. 8a darge-stellt ist. Die umgedrehten Rechteck-Impulse gelangen durch einen Schalter S8 zu dem Impulsformer 82, der trapezförmige Impulse erzeugt, wie sie in Fig. 8b dargestellt sind. Zugleich erscheint das 240 Hz-Steuersignal, wie in Fig. 8c dargestellt, am Anschluß 180 und wird über einen Verstärker 188 dem Former 168 zugeführt. Der Former 168 erzeugt LLechteckimpulse, wie sie in Fig. 8d dargestellt sind. Diese Impulse werden über einen Verstärker 190 und einen Schalter S3 der Verzögerungsschaltung 72 zugeführt. Die Verzögerungsschaltung 72 erzeugt einen verzögerten Impuls, wie er in Fig. Se dargestellt ist. Dieser Impuls tritt am Impulsformer 74 als Prüfoder Abtastimpuls auf. Jie 240 Hz-Prüf- oder Abtastimpulse prüfen oder tasten das 240 Hz Signal ab, das von der lichtelektrischen Zelle abgeleitet wurde und erzeugen eine Fehler-Steuerspannung, die in dem Bpeicherkondensator 84 gespeichert wird. Die Fehler-Steuerspannung verändert die Reaktanz der Reaktorröhre 86, die die Frequenz des Ausgangssignals eines Oszillators 192 verändert, welcher normalerweise 60 Hz ist. D^s Ausgangssj-gnal'des Oszillators 192 verstellt seinerseits die Frequenz des Motorantriebs der J3andantriebsaeh.se über den Schalter S12 derart, daß die .Bandgeschwindigkeit im wesentlicnen genau eingehalten wird.

Das Syi.chronisierungssystem nach der Erfindung ist für monochrome und farbige Fernsehsysteme anwendbar. Falls es nicht gewünscht ist, das Synchronisierungssystem für sich zu verwenden, kann man einen Schalter vorsehen, der eine Umschaltung auf ".w^urmal" oder"jn "-Betrieb in einem 60 Hz-Speisenetz gestattet.Ferner kann eine Anzeigelampe

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wie e;"ne Meonröhre vorgesehen sein, die anzeigt, daß das System vertikale Phasenfehler korrigiert.

Durch die Erfindung wird insgesamt ein Synclaronisierungs system zur Synchronisierung eines Magnotbandäpparates mit irgend einem anderen Informations-Verarbeitungsapparat geschaffen, durch den Informations-Sync-Impulse von unterschiedlichen Frequenzen mit Bezugs-Sync-Impulsen verglichen werden und mit dem eine Magnetband-Abtasttrommel und eine Bandantriebsachse in genauer Beziehung zu der vordem auf dem Band aufgezeichneten Signalinformation und zu der Signalinformation des anderen Apparates gehalten werden, und zwar derart, daß zwischen den beiden Informationsquellen eine genaue Synchronisierung erfolgtT

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Claims (2)

1412295 Patentansprüche

1. Signal-Synchronisierungssystem zur Synchronisierung eines Magnetbandapparates mit einem anderen, von diesem unabhängigen Informationsverarbeitungsapparat, mit einer Quelle zusammengesetzter, von einem Magnetbandapparat abgeleiteter Synchronisierungssignale, die mehrere Synchronisierungskanponenten enthalten, mit Mitteln zur Aufteilung dieser zusammengesetzten Synchronisierungssignale in mindestens eine erste Synchronisierungskomponente und eine zweite Synchronisierungskomponente, wobei die zweite Synchronisierungskomponente eine wesentlich größere Frequenz als die erste Synchronisierungskomponente hat, mit einer Quelle für Bezugssignale, die mehrere, den genannten ersten und zweiten Synchronisierungskomponenten und gegebenenfalls weiteren entsprechende Synchronisierungskomponenten enthalten, mit Mitteln zur Aufteilung der Bezugssignale in eine.erste Bezugs-Synchronisierungskomponente und eine zweite Bezugs-Synchronisierungskompon.®ate entsprechend der ersten und zweiten von|dem Magnetbandapparat abgeleiteten Synchronisierungskomponente, mit Mitteln zur Vergleichung der abgeteilten ersten Synchronisierungskomponenten zur Erzeugung eines ersten ]fehler-Steuerungssignals und mit Mitteln zur Vergleichung der abgeteilten zweiten Synchronisierungskomponenten zur Erzeugung eines zweiten Pehler-Steuerungssignalg gekennzeichnet durch Mittel zur Ausnützung der Fehler-Steuerungssignale zur Veränderung der Umlaufgeschwindigkeit von Abtastmitteln des Bandapparates.

2. Signal-Synchronisierungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusammengesetzte Synchronisierungssignal ein Video-Signal mit einem ersten

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Synchronisierungsimpulsslgnal vorgegebener Frequenz und mit einem zweiten Synchronisierungsimpulssignal ist, dessen Frequenz mehreremal holier ist als die vorgegebene Frequenz, daß das Bezugssignal einen erstenSynchronisierungsimpuls der vorgegebenen Frequenz und einen zweiten Synchronisierungsimpuls mit der größeren Frequenz enthält und daß die Fehler-Steuerungssignale Phasenfehler-Signale sind, die einem Phasenschiebermittel zur Änderung der Winkelgeschwindigkeit' der Kopf-Abtasttrömmel zugeführt werden.

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