DE1412296C3 - System zur Synchronisierung eines wiederzugebenden Videosignals - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zur Synchronisation eines wiederzugebenden Videosignals, das auf einem Magnetband aufgezeichnet ist und von diesem mittels eines rotierenden Abtastkopfes abgetastet wird, mit einem zweiten Videosignal, das durch ein unabhängig arbeitendes Gerät geliefert und zusammen mit dem auf dem Magnetband aufgezeichneten Videosignal verarbeitet wird, in dem die Synchronimpulse des vom Magnetband kommenden Videosignals in ihre Vertikal- und Horizontalkomponenten zerlegt werden, ein erstes Bezugssignal, das den Vertikalsynchronimpulsen des zweiten Videosignals entspricht, mit den Vertikalkomponenten des ersten Videosignals verglichen und aus dem Vergleich ein Grob-Fehlersignal gewonnen wird, und in dem ein zweites Bezugssignal, das den Horizontalsynchronimpulsen des zweiten Videosignals entspricht, mit den Horizontalkomponenten des ersten Videosignals verglichen und aus dem Vergleich ein Fein-Fehlersignal gewonnen wird.

Fernsehsignale, die übertragen werden sollen, können von vielerlei Quellen abgeleitet werden, wie etwa von Fernsehkameras, bei denen eine Bildorthikonröhre oder eine Vidikonröhre zur Aufnahme von Life-Sendungen in Studios vorgesehen ist, oder von einem Magnetbandapparat mit einem Magnetband, auf dem Signale aufgezeichnet wurden. Häufig ist es wünschenswert, Programme zu wechseln oder verschiedene Programme ineinanderzuschieben. Beispielsweise ist es dann erforderlich, von einem Apparattyp auf einen anderen Apparattyp umzuschalten oder von einem Außenstudio zu einem örtlichen Studio. Ein großer Prozentsatz des Materials, das in einem Studio als Programm bevorratet

ι ο ist, ist auf Magnetbändern aufgezeichnet.

Beim Umschalten zwischen einem Magnetbandaufzeichnungs- und Wiedergabegerät für Fernsehsignale und einer anderen Fernsehquelle war es schwierig, das von dem Band abgenommene Signal mit hinreichender Genauigkeit zu synchronisieren. Ein Synchronisationsfehler führte in der Regel zu einem Durchlaufen des auf dem Fernsehempfänger wiedergegebenen Bildes. 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 für verschiedene Bildinformationen und andere besondere Effekte, die einer genauen Synchronisierung bei der Fernsehsignalübertragung bedürfen.

Während des Abspielens der Videosignale, die auf einem Band aufgezeichnet sind, muß eine genaue Synchronisierung mit den vorangehenden und folgenden Videosignalen vorgenommen werden, die von dem Informationsverarbeitungsapparat abgeleitet werden, der mit dem Bandaufzeichnungs- und Wiedergabegerät zusammenarbeitet. Es ist bekannt, daß die Stabilität der Zeitbasis eines Fernsehbildes, das von einem Magnetbandaufzeichnungsgerät abgenommen wird, direkt von der Gleichmäßigkeit der Winkelgeschwindigkeit der sich drehenden Abtasttrommel abhängt, die die magnetischen Abtastköpfe trägt. Um die gewünschte genaue Synchronisation zu erreichen, ist daher eine außerordentlich genaue Steuerung der Geschwindigkeit des Antriebmotors erforderlich, der die Umlaufgeschwindigkeit der Abtasttrommel bestimmt.

Es ist ein Magnetbandapparat bekannt, bei dem ein Synchronmotor vom Hysteresetyp zum Antrieb der Abtasttrommel vorgesehen ist. Eine genaue Synchronisierung eines solchen Synchronmotors erwies sich als schwierig.

Ferner ist bereits eine Anordnung zur Wiedergabe von auf einem beweglichen, in seinem Bewegungsablauf geringfügigen Schwankungen unterworfenen Medium aufgezeichneten, ein periodisch wiederkehrendes Bezugssignal und eine phasenmodulierte Trägerschwingung enthaltenden Signalen mit einem Oszillator, der zur Demodulation der phasenmodulierten Trägerschwingung ein Signal der Mittelfrequenz des Trägers liefert, vorgeschlagen worden, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Phase des Oszillatorsignals durch das periodisch wiederkehrende Bezugssignal gesteuert ist.

Auch ist ein Verfahren zur Beseitigung von durch Schwankungen des Aufzeichnungs- oder Wiedergabemechanismus verursachten Störungen aus einem von einem Aufzeichnungsmedium abgetasteten, zusammengesetzten Farbfernsehsignal, das einen Helligkeitsanteil, Bildsynchronisationssignale, aus kurzen, periodisch wiederkehrenden Wellenzügen der Frequenz und Phase

<>5 eines Farbunterträgers bestehende Farbsynchronisationssignale und einen mit einer Farbinformation in Phase und Amplitude modulierten Farbunterträger enthält, vorgeschlagen worden, das dadurch gekenn-

zeichnet ist, daß die Farbsynchronisationssignale von dem zusammengesetzten Signal abgetrennt und mit einer ersten festen Frequenz gemischt werden, derart, daß ein abgeleitetes Farbsynchronisationssignal entsteht, ferner daß der Farbunterträger aus dem zusammengesetzten Signa! abgetrennt und mit einer zweiten festen Frequenz gemischt wird, die um die Frequenz der abgetrennten Farbsynchronisationssignale höher liegt als die erste feste Frequenz, und daß das so abgeleitete Farbunterträgersignal mit dem abgeleiteten ι ο Farbsynchronisationssignal derart gemischt wird, daß das entstehende Differenzsignal einen mit der Farbinformation modulierten Farbunterträger ergibt, der frei von den zu beseitigenden Schwankungen ist.

Es ist weiterhin eine Anordnung zur Synchronisierung eines Taktgebers mit einem aus Bild- und Synchronsignal bestehenden Fernsehsignalgemisch bekanntgeworden, bei der jeweils die vom Taktgeber stammenden Vertikal- und Horizontalsynchronimpulse mit den entsprechenden Vertikal- und Horizontalsynchronimpulsen des Fernsehsignalgemisches zur Erzeugung von Regelspannungen in der Phase miteinander verglichen werden. Mit diesen Regelspannungen wird ein Oszillator im Taktgeber derart geregelt, daß sich hinsichtlich der genannten Synchronimpulse Phasen-Übereinstimmung ergibt Eine derartige Anordnung eignet sich zur Regelung eines Haupt-Synchrongenerators einer Fernseh-Sendestation durch Regelsysteme, welche durch Vertikal- und Horizontalsynchron-Ausgangsimpulse des Synchrongenerators im Vergleich zu Vertikal- und Horizontalsynchronimpulsen einer äußeren Quelle angesteuert werden.

Besondere Probleme ergeben sich jedoch, wenn Fernsehsignale aus verschiedenen Quellen, von denen eine ein Magnetbandgerät ist, bei Umschaltung von einer Quelle auf die andere miteinander synchronisiert werden sollen. Insbesondere läßt sich dabei die Zeitbasisstabilität des Magnetbandgerät-Betriebs mit einer bekannten Anordnung der vorstehend beschriebenen Art nicht in ausreichendem Maße gewährleisten. Es ist weiterhin bei einer derartigen bekannten Anordnung nicht zu ersehen, wo der Regeleingriff bei einer durch ein Magnetbandgerät gebildeten Quelle für Fernsehsignale erfolgen solL

Der vorliegenden Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein System zur Synchronisation von Fernsehsignalquellen anzugeben, von denen eine ein Magnetbandgerät ist

Diese Aufgabe wird bei einem System der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein aus den Vertikalsynchronimpulsen des zweiten Videosignals abgeleitetes Signal als Steuersignal für einen den rotierenden Abtastkopf antreibenden Synchronmotor dient und daß das Grob-Fehlersignal und das Fein-Fehlersignal in einen im Steuersignalkreis des Synchronmotors liegenden Phasenschieber eingespeist werden.

In einer Ausbildung der Erfindung ist zur Korrektur der Phase des Abtastkopfes nach Maßgabe der Fehlersignale ein schnell ansprechender Servomechanismus vorgesehen.

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung schaltet ein Relais das Synchronisierungssystem vom Vertikaljustierbetrieb zum Horizontal-Justierbetrieb um, wenn keine Vertikal-Fehlerspannung vorliegt und eine Vertikal-Synchronisierung erreicht wurde.

Die Erfindung gestattet also eine genaue Synchronisierung zwischen einem Magnetbandapparat und einem anderen, von ihm unabhängigen Informationsverarbeitungsapparat.

Ein Videosignal, das von einem Magnetbandapparat abgeleitet ist, kann mit einem Videosignal, das von einer anderen Quelle abgeleitet ist, synchronisiert werden. Es können die Signale von zwei voneinander unabhängigen Signalquellen gemischt werden. Es ist aber auch das Ein- und Ausblenden von Bildern, das Aufteilen der wiedergegebenen Bilder sowie die Erzielung anderer Effekte möglich.

Nach der Erfindung erfolgt eine schnelle Korrektur eines Antriebsmotors, der die Zeitbasisgenauigkeit einer Video-Abtasttrommel in einem Magnetbandapparat bestimmt. Insbesondere gelingt eine genaue Synchronisierung eines Synchronmotors vom Hysteresetyp, der eine Video-Abtasttrommel antreibt.

Zur Vereinfachung der Beschreibung wird der Ausdruck »Sync« im folgenden benutzt, um Synchronisierungsinformationen, Synchronisierungssignale oder Synchronisierungsimpulse zu bezeichnen.

Nach der Erfindung wird ein Signalsynchronisierungssystem zur Synchronisierung eines Magnetbandapparates mit einem anderen, von diesem unabhängigen Informationsverarbeitungsapparat verwendet. Das Synchronisierungssystem empfängt ein Sync-Signal von dem Magnetbandapparat, das aus einer Mehrzahl von Sync-Komponenten zusammengesetzt ist. 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. Ferner ist eine Abtrennstufe vorgesehen, die, wenn ihr ein Bezugssignal zugeführt wird, eine erste Bezugs-Sync-Komponente und eine zweite Bezugs-Sync-Komponente abgibt, die der ersten und zweiten Sync-Komponente, die vom Magnetbandapparat abgeleitet wurden, entsprechen. Die ersten Sync-Komponenten werden einer Vergleichsstufe zugeführt, die ein erstes Fehlersignal liefert. Die zweiten Sync-Komponenten werden ebenfalls verglichen, und aus dem Vergleich wird ein zweites Fehlersignal abgeleitet. Die Fehlersignale werden zur Veränderung der Umlaufgeschwindigkeit eines Abtastorgans des Bandapparats verwendet, um die von dem Band abgenommenen Informationen mit Informationen einer anderen Signalquelle zu synchronisieren, die sich in Synchronismus mit den Bezugs-Sync-Signalen befindet.

Die Sync-Signalkomponenten sind dabei die horizontalen und vertikalen Sync-Komponenten eines zusammengesetzten Videosignals, das vordem auf dem Magnetband aufgezeichnet wurde. Die horizontalen und vertikalen Bezugs-Sync-Komponenten können von einer Bezugs-Signalquelle abgeleitet sein, etwa von einem örtlich im Studio befindlichen Bezugs-Sync-Generator oder einem Netzwerk-Haupt-Sync-Generator. Die vertikalen Sync-Komponenten werden in einer Phasenvergleichsstufe miteinander verglichen, und es wird aus ihnen ein Grobkorrektursignal abgeleitet, das zur Veränderung der Umlaufgeschwindigkeit einer Abtastkopf-Trommelanordnung eines Magnebandapparates verwendet wird. In ähnlicher Weise werden die horizontalen Sync-Komponenten verglichen, so daß irgendwelche Phasen- oder Frequenzfehler zwischen den horizontalen Bezugs-Sync-Signalen und den horizontalen Video-Informations-Sync-Signalen ein Feinkorrektursignal bewirken. Da die horizontalen Sync-Signale in der Regel eine Frequenz von 15 750 Hz haben, können mit großer Schnelligkeit Positionsinformationen über die Video-Abtasttrommel erhalten werden, die

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geringen Drehbewegungen dieser Trommel entsprechen. Diese Informationen werden verwendet, um eine schnell ansprechende Regelung vorzunehmen, die auf die Korrektursignale derart anspricht, daß die Umlaufgeschwindigkeit der Abtasttrommel so verändert wird, daß der Bandapparat mit dem Fernsehübertragungssystem synchronisiert wird.

Die Erfindung wird im folgenden in allen Einzelheiten unter Bezug auf die Figuren beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Synchronisierungssystems nach der Erfindung im Betriebszustand »Aufnahme«;

Fig.2 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Synchronisierungssystems nach der Erfindung im Betriebszustand »Wiedergabe«; _1S

Fig.3a und 3b stellen nebeneinandergelegt das Synchronisierungssystem nach der Erfindung in einem Blockschaltbild in Einzelheiten dar (funktionelle Darstellung);

Fig.4 bis 8 zeigen Amplitudenverläufe, die im Betrieb des erfindungsgemäßen Synchronisierungssystems auftreten.

In Fig. I ist ein vereinfachtes Blockschaltbild dargestellt, das das Synchronisierungssystem nach der Erfindung im Betriebszustand »Aufnahme« darstellt. Ein 2^ Bezugssignal 10, das beispielsweise von einem örtlichen Bezugs-Sync-Generator abgeleitet sein kann, läuft durch eine Sync-Abtrennstufe 12, in der ein 60-Hz-Vertikal-Sync-Impuls abgetrennt wird. Der 60-Hz-Vertikal-Sync-Impuls wird einer Phasenvergleichsstufe 14 und ^o einem Frequenzmultiplikator 16 zugeführt, welch letzterer daraus ein 240-Hz-Sinus-Wellensignal erzeugt. Das 240-Hz-Sinus-Wellensignal wird einem Phasenschieber 18 zugeführt, der die Phase des Signals verändert, wenn ein Fehlersignal von dem Phasenkomparator 14 abgegeben wird.

Zur Erzeugung eines solchen Fehlersignals wird ein 240-Hz-Signal in bekannter Weise mittels einer lichtelektrischen Zelle abgeleitet, die mit einem Zeitgeberring auf einer Abtastkopf-Trommelanordnung eines Magnetbandapparates zusammenarbeitet. Der Zeitgeberring, der zur Hälfte schwarz und zur Hälfte weiß ist, reflektiert von seinem weißen Teil Licht auf die lichtelektrische Zelle während einer Hälfte der Trommelumdrehung. Dadurch wird ein Rechtecksignal erzeugt, dessen Frequenz im wesentlichen 240 Hz beträgt Dieses von der lichtelektrischen Zelle abgeleitete Signal wird über einen Anschluß 22 der Phasenvergleichsstufe 14 zugeführt. In der Phasenvergleichsstufe 14 wird dieses Signal hinsichtlich seiner Phase mit den 60-Hz-Impulsen der Abtrennstufe 12 verglichen. Jeder Phasenfehler wird festgestellt und bewirkt die Erzeugung eines Fehlersignals, das eine Kompensierungsvorrichtung 24 betätigt, beispielsweise einen Stellmotor, der den Phasenschieber 18 antreibt. Der Stellmotor kann beispielsweise von elektromechanischen! Typ sein. Das Ausgangssignal des Phasenschiebers 18 ist mit dem Antriebsmotor für die Abtasttrommel über einen Phasenmodulator 20 gekoppelt. Das Ausgangssignal ändert, falls dies erforderlich ist, die Umlaufgeschwindigkeit der sich drehenden Trommel.

Das 240-Hz-Rechteck-Signal von der lichtelektrischen Zelle wird ferner einem Frequenzdiskriminator 26 zugeführt, der im wesentlichen ein Dämpfungskreis ist, welcher Änderungsgeschwindigkeiten der Frequenz des Rechtecksignals feststellt und aus ihnen ein Frequenzfehlersignal 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 dem zusammengesetzten Videosignal erreicht. Während des Betriebszustandes »Wiedergabe« wird daher die spezielle Information benutzt, um die genaue Lage der Abtasttrommel festzustellen und um ihre Umlaufgeschwindigkeit derart zu verändern, daß das Videosignal synchron zu einer anderen Quelle von Signalinformationen auftritt.

Der Betriebszustand »Wiedergabe« des Synchronisierungssystems ist in Fig.2 in vereinfachter Form dargestellt. Ein Bezugssignal wird von einer Bezugssignalquelle 28 abgeleitet, wie etwa von einem Sync-Generator, und einer Abtrennstufe 30 zugeführt, die das Signal in eine 60-Hz-Vertikal- und eine 15,750-Hz-Horizontal-Sync-Komponente aufteilt Die 60-Hz-VertikaI-Sync-Komponente wird einem Frequenzmultiplikator 32 und einer Vertikal-Phasen-Vergleichsstufe 34 zugeführt. Der Frequenzmultiplikator 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, der an eine Magnetband-Abtasttrommel gekoppelt ist

Zugleich wird ein Sync-Signal von dem zusammengesetzten Signal, das auf dem Band aufgezeichnet ist, abgeleitet und einer Abtrennstufe 40 zugeführt, die es in eine vertikale und horizontale Sync-Komponente aufteilt, die zum Vergleich mit den Bezugs-Sync-Komponenten verwendet werden. Die 60-Hz-Vertikal-Sync-Komponente wird in der Vertikal-Phasenvergleichsstufe 34 verglichen. Ergibt sich irgendein Fehlersignal, so betätigt dieses ein Fehlersignalrelais 42 Das Relais 42 schaltet seinerseits das abgegebene Fehlersignal an den Phasenschieber 36, wodurch eine geeignete Vertikal-Bildausschnittverschiebung erfolgt Der Phasenschieber 36 verändert die Phase des 240-Hz-Steuerungssignals, das einem Antriebsmotor zugeführt wird, und zwar nach Maßgabe der Amplitude des Steuersignals.

Die horizontale Sync-Komponente, die von dem Band abgeleitet wurde, wird dann mit der horizontalen Sync-Komponente, die von der Bezugs-Sync-Quelle 28 abgeleitet wurde, in einer Phasenvergleichsstufe 44 verglichen. Ein sich ergebendes Phasenfehlersignal wird direkt dem Phasenmodulator 38 zugeführt. Dieses Phasenfehlersignal hoher Geschwindigkeit, das sich aus dem Vergleich der horizontalen Sync-Signale ergibt, bewirkt geringe momentane Korrekturen, die die Winkelgeschwindigkeit des Antriebsmotors und der Abtasttrommel innerhalb enger Toleranzen halten.

Erzeugt die Vertikal-Phasenvergleichsstufe 34 ein Fehlersignal, so wird das Fehlersignalrelais 42, umgeschaltet und erdet die Phasenvergleichsstufe 44, so daß der Eingang des Phasenmodulators 38 in stationärem Zustand gehalten wird.

Zusätzlich ist ein Frequenzdiskriminator 46 vorgesehen, der zur Ermittlung von Änderungsgeschwindigkeiten der Frequenz dient und ein Frequenzfehlersignal erzeugt, das den Phasenmodulator 38 in gleicher Weise steuert wie vordem im Zusammenhang mit dem Betriebszustand »Aufnahme« beschrieben.

Bei Anwendung eines Synchronisierungssystems dieser Art ist es möglich, eine zeitliche Koinzidenz zwischen den Bezugs-Sync-Signalen und den Band-Sync-Signalen von ungefähr 0,1 Mikrosekunde während der Zeitdauer unterhalb einer Sekunde aufrechtzuerhal-

ten. Über längere Zeitdauer von 1 Minute oder mehr ergibt sich eine Stabilität von 0,2 Mikrosekunden.

Die F i g. 3a und 3b stellen funktioneile Blockdiagramme dar, die das Synchronisierungssystem mit mehr Einzelheiten zeigen. Das System befindet sich im Schaltzustand »SYNC« und »Betrieb« (O), während der »Wiedergabe« (P). Zum klaren Verständnis sind in den F i g. 3a und 3b folgende Schaltbezeichnungen verwendet:

SYNC = Synchronisierung ist im ganzen System eingeschaltet,

NORMAL = Normalbetrieb ohne Synchronisierung,

O = Synchronisierungssystem im Betrieb,

ST = Ruhezustand,

R = »Aufnahme«-Zustand,

P = »Wiedergabe«-Zustand,

START = Start- oder Vorbereitungsperiode bei »Wiedergabe«,

Lauf = Fortlaufender Betrieb bei »Wiederga

be«.

Im Betriebszustand »Aufnahme« wird ein Synchroni-' sierungssignal von einer Synchronisierungsquelle 50 über einen Schalter 51 (der in der Stellung »Aufnahme« »Ä« ist) einem Impedanzwandler 52 zugeführt. Die Sync-Quelle 50 kann im wesentlichen aus einem elektronischen Verstärker gebildet sein, der aus dem zusammengesetzten Videosignal, das er beispielsweise von einer Fernsehkamera erhält, Sync-Signale herauszieht. Die Vertikal-Sync- Komponente wird von dem Sync-Signal mittels eines Separators 54 abgetrennt und einem Triggerverstärker 56 zugeführt, der einen monostabilen Multivibrator 58 betätigt, so daß dieser Rechteckimpulse abgibt. Zu gleicher Zeit läuft die Horizontal-Sync-Komponente durch einen Differentionskreis, bestehend aus einem Widerstand 62 und einem Kondensator 64, zu einem monostabilen Multivibrator 66. Die Ausgangssignale der Multivibratoren 58 und 66 werden einem »UND«-Gatter 60 zugeführt, das die ins Positive gehenden Kanten der Rechteckimpulse anzeigt, welche von jedem der Multivibraioren erzeugt werden. Die Vertikal-Sync-Komponente erzeugt eine ins Positive gehende Kante, die mit einer ins Positive ⁱ, gehenden Kante der Horizontal-Sync-Komponente nur einmal pro Bild koinzidiert. Die Ausgangsimpulse von dem »UND«-Gatter 60, das einen Koinzidenzkreis darstellt, treten mit einer Folgefrequenz von 30 Hz auf. Ein Impulsformer 68 streckt die von dem »UND«-Gatter 60 kommenden Impulse und erzeugt ein Schnittimpuls-Bezugssignal, das im Betriebszustand »Wiedergabe« zur Steuerung der Bandantriebswelle beim Beginn der »Wiedergabe« verwendet wird.

Im Betriebszustand »Wiedergabe« oder »Aufnahme« ist der Synchronisierungsapparat während einer Anfangsperiode von etwa 3 bis 5 Sekunden in einer »Start«-Stellung. Das »Wiedergabe«-Signal der Steuerspur auf dem Magnetband wird einer Schnittimpuls-Abtrennstufe 70 (F i g. 3b) zugeführt, die die aufgezeichneten Schnittimpulse (wie in Fig.4a) einem Verzögerungskreis 72 über einen Schalter 53 zuführt, der in der »Start«-Stellung ist. Das »Wiedergabe«-Signal wird von dem Magnetband mittels eines Steuerspurkopfes abgeleitet und mittels eines elektronischen Verarbeitungskreises, der in der Regel zur Verarbeitung von Signalinformationen in Magnetbandapparaten verwendet wird. Das Ausgangssignal des Verzögerungskreises 72 (in F i g. 4b dargestellt) läuft zu einem Impulsformer 74 (Fig.4c), der einen schmalen Impuls alle '/3o Sekunden einem Prüfgatter 76 zuführt.

Gleichlaufend wird ein Synchronisierungssignal von einer Bezugs-Sync-Quelle 78 (Fig.3a) über den Impedanzwandler 52 abgeleitet und eine Vertikal-Sync-Komponente davon durch den Separator 54 abgetrennt. Die Vertikal-Sync-Komponente läuft durch den Triggerverstärker 56 und den monostabilen Multivibrator 58 und wird dem »UND«-Gatter 60 zugeführt. Ein scharfer 30-Hz-Impuls (gezeigt in Fig.4d) wird bei jedem wechselndem Feld in Koinzidenz mit der ersten Kerbe eines jeden wechselnden vertikalen Sync-Impulses erzeugt. Der schmale Impuls von dem »UND«-Gatter wird einem monostabilen Multivibrator 80 (F i g. 3b) zugeführt, der derart ausgelöst wird, daß er einen Impuls (F i g. 4e) einem Impulsformer 82 zuführt, welcher aus diesem einen Trapezimpuls (Fig.4f) macht. Die Trapezimpulse kommen zum Gatter 76, wo die Impulse von dem Impulsformer 74 die Trapeze abtasten.

Koinzidiert der Impuls von dem Impulsformer 74 nicht mit dem Null-Durchgang des geneigten Teiles des Trapezes, so wird ein Fehlersignal abgeleitet und in einem Speicherkondensator 84 gespeichert. Das Fehlersignal in dem Kondensator 84 liegt an einer Reaktanzröhre 86, welche einen 60-Hz-Oszillator 192 steuert, der mit der Bandantriebswelle des Motors über einen Schalter 512 gekoppelt ist. Da der Schnittimpuls, der zur Abtastung des Trapezimpulses verwendet wird, der von dem Bezugs-Sync-Signal abgeleitet wurde, seinerseits sowohl bei der »Aufnahme« wie bei der »Wiedergabe« von der gleichen Schaltung abgeleitet wird, kann die Umlaufgeschwindigkeit der Bandantriebswelle des Motors unter Verwendung der aufgezeichneten Schnittimpulse und der Bezugs-Sync-Signale 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 51, 54 und 512, 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 51,54,512 sind jedoch stets im Betriebszustand »Wiedergabe« in der »Wiedergabe«-Stellung.

Befinden sich die Relaisschalter, mit Ausnahme der Schalter 51, 54 und 512, in der »Aufnahme«-Stellung, so wird ein Bezugs-Sync-Signal von der Bezugs-Sync-Quelle 78 abgeleitet und läuft durch den Impedanzwandler 52, der ein Ausgangssignal, wie es in F i g. 5a dargestellt ist, der Abtrennstufe 54 zuführt. Von der Abtrennstufe 54 wird die Vertikal-Sync-Komponente abgetrennt und einem Triggerverstärker 56 und dann dem monostabilen Multivibrator 58 zugeführt. Das Ausgangssignal vom Multivibrator 58 (s. F i g. 5b) wird dann über einen Schalter 55 einem Triggerverstärker 88 zugeführt, von dem es zu einem verzögernden Multivibrator 90 gelangt, der einen Impuls, wie er in F i g. 5c dargestellt ist, erzeugt. Das Ausgangssignal von

f'5 dem Multivibrator 90 wird in einem Impulsformer 92 umgeformt. Der umgeformte Impuls (F i g. 5d) gelangt zu einem Gatter 94.
Zugleich wird ein 240-Hz-Rechtecksignal von der

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lichtelektrischen Zelle abgeleitet und einem Amplitudenbegrenzer % zugeführt. Der dort abgeschnittene Impuls (Fig.5e) wird über einen Schalter 56 einem Impulsformer 98 zugeführt. Das Ausgangssignal des Impulsformers 98 (F i g. 5f) wird dann über einen Impedanzwandler 100 dem Gatter 94 zugeführt. Es hat eine Frequenz von 240 Hz. Jeder vierte Impuls des 240-Hz-Signals, das von der lichtelektrischen 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 den Impulsen (F i g. 5d), die am Ausgang des Impulsformers 92 auftreten, so entsteht ein Phasenfehlersignal, und es wird eine Steuerspannung in einem Speieherkondensator 102 gespeichert. Die Phasenfehlerspannung wird über einen Impedanzwandler 104 und einen Schalter 57 (in der Stellung »Wiedergabe«) einem 60-Hz-Zerhacker 106 zugeführt. Das Ausgangssignal des 60-Hz-Zerhackers 106 wird über einen Verstärker 108 einer Kompensierungsvorrichtung 110 zugeführt, die beispielsweise ein Stellmotor sein kann. Der Stellmotor schiebt die Phase eines Phasenschiebers 112, wodurch die Phase eines 240-Hz-Steuersignals verschoben wird, das den Abtasttrommel-Motorantrieb steuert.

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. Tritt jedoch eine solche Koinzidenz ein, so ist der Impuls vom Impulsformer 92 koinzident mit dem Null-Durchgangspunkt des Trapezimpulses, 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 (s. Fig.3a und 3b) erzeugt einen 60-Hz-Vertikal-Synchronimpuls und einen 15,750-kHz-Horizontal-Synchronimpuls mit Amplitudenverläufen, wie sie in Fig.6a dargestellt sind. Diese Impulse werden einer Abtrennstufe 54 über einen Impedanzwandler 52 zugeführt. In der Abtrennstufe 54 werden die vertikalen und horizontalen Synchronimpulse aufgeteilt. Das Ausgangssignal der Abtrennstufe 54 hat einen Amplitudenverlauf, wie er in Fi g. 6b dargestellt ist. Dieses Ausgangssignal wird in einem Triggerverstärker 56 verstärkt. Die erste Kerbe in jedem Vertikal-Sync-Impuls löst einen monostabilen Multivibrator 58 aus, der daraufhin einen Rechteckimpuls erzeugt, wie er in F i g. 6c dargestellt ist.

Um das Signal zu erhalten, das notwendig ist, um den Trommelmotor mit 240 Umdrehungen pro Sekunde anzutreiben, muß es ins Positive in bezug zum Vertikal-Sync-Signal schreiten. Hierzu wird das vertikale Bezugssignal von dem monostabilen Multivibrator 58 über einen Schalter SIl einem Bildverdoppelungsoszillatorkreis 150 zugeführt. Der Bildverdoppelungsoszillator 150 weist eine 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-Begrenzerverstärker 152 zugeführt, von dem ein Rechteckimpuls 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 der Bezugs-Sync-Quelle 78 kommenden 60-Hz-ImpuIsen steht.

Dreht sich die Abtasttrommel des Magnetbandapparates mit einer solchen Geschwindigkeit, daß die Sync-Signale, und zwar sowohl die vertikalen wie auch die horizontalen, die auf dem Band registriert sind, mit den Sync-Signalen von der Bezugs-Sync-Quelle 78 koinzidieren, so läuft das 240-Hz-Sinus-Wellensignal durch einen Phasenschieber 114, den Impedanzwandler 158, den Phasenmodulator 142, den Impedanzwandler 144 und betätigt den Schalter 510 der Abtasttrommel ohne wesentliche Phasenveränderung. Die Umlaufgeschwindigkeit der Abtasttrommel wird durch dieses 240-Hz-Signal gesteuert. Ändert sich 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 Amplitudenbegrenzer % einem Frequenzdiskriminator 164 zugeführt, der daraus eine Frequenzfehlerspannung ableitet. Das von der lichtelektrischen Zelle abgeleitete Signal wird mit der Bezugsspannung von der Quelle 165 verglichen, und daraus wird ein Frequenzfehlersignal abgeleitet. Das Frequenzfehlersignal von dem Diskriminator 164 wird dem Steuersignalverstärker 138 zugeführt, wodurch das Phasenmodulationssignal verändert wird, welches dem Abtasttrommel-Motorantrieb zugeführt wird. Irgendwelche Änderungen in dem 240-Hz-Rechteckimpuls der Hchtelektrischen Zelle werden so von dem Frequenzdiskriminator ermittelt und korrigiert.

Ist der Bandapparat in Betrieb, so kann jedoch die momentane Winkellage oder Geschwindigkeit der Abtasttrommel sich innerhalb enger Grenzen ändern, wenn sich der Banddruck ändert oder Bandklebestellen 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 3-Phasen-Hysterese-Synchronmotors auftreten, der im ' allgemeinen bei verschiedenen Typen von Fernseh-Bandaufnahmegeräten verwendet wird. Nach der Lehre der Erfindung wird eine momentane Positionsinformation der Video-Kopf-Abtasttrommel fortlaufend in Abständen von einigen Winkelgraden, wie etwa 5°, der Drehung ermittelt. Diese Information wird benutzt, um ein schnellwirkendes Servosystem zu betätigen, das rasch den Antriebsmotor korrigiert.

Um die gewünschte Phasensynchronisation zu erhalten, wird das 240-Hz-Sinus-Wellensignal mittels des Phasenschiebers 114 und des Phasenmodulators 142 modifiziert, wenn ein Vertikalfehlersignal oder ein Horizontalfehlersignal auftritt. Dies wird im folgenden beschrieben.

Um eine Justierung für vertikale Phasenfehler zu bewirken, die dann der Abtasttrommel erteilt wird, 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 Impedanzwandler 100 zugeführt wird. Der Trapezimpuls, 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 der

Abtrennstufe 54 über einen Schalter Sl und einen Impedanzwandler 52. Die Vertikal-Sync-Komponente wird von dem Separator 54 abgetrennt Die abgetrennte Komponente (Fig.6b) wird zur Auslösung eines monostabilen Multivibrators 58 mittels des erregten Triggerverstärkers 56 verwendet. Der von dem monostabilen Vibrator 58 verzögert abgegebene, in Fig.6c dargestellte Impuls läuft dann durch den Schalter 56 zu dem Impulsformer 98. Der geformte Impuls (F i g. 6d) wird dann dem Gatter 94 über den Impedanzwandler 100 zugeführt.

Zugleich wird das Band-Sync-Signal, wie es in F i g. 6a dargestellt ist, von dem Anschluß 50 abgenommen und einer Abtrennstufe 182 zur Abtrennung der Vertikal-Sync-Komponente zugeleitet Die Vertikal-Sync-Komponente, wie sie in Fig.6b dargestellt ist, läuft durch den Schalter 55 und den Triggerverstärker 88, um in dem Verzögerungsmultivibrator 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 Amplitudenverlauf annimmt, wie er in F i g. 6f dargestellt ist Der Impuls von dem Impulsformer 92 prüft das Ausgangssignal des Impulsformers 98 und des Impedanzwandlers 100 und erzeugt eine vertikale Phasenfehlerspannung, die in dem Kondensator 102 gespeichert wird. Jede gespeicherte Spannung läuft durch den Impedanzwandler 104 und erregt den Relaisbetätiger 120, der dann den Relais-Schalter 514 in die »Vertikal« oder »—V«—Stellung umschaltet. Die Fehlerspannung wird dadurch über 5 7 dem 60-Hz-Frequenz-Zerhacker 106 und dem Verstärker 108 zugeführt, wodurch die Kompensationsvorrichtung 110 betätigt wird. Die Kompensationsvorrichtung 110 erregt den Phasenschieber 114, wodurch die Phase des 240-Hz-SteuersignaIs verändert wird, das dem Abtasttrommel-Motorantrieb zugeführt wird.

Zusätzlich wird eine Frequenzfehler-Steuerspannung von dem Frequenzdiskriminator 160 abgeleitet, der die Band-Sync-Signale vom Anschluß 50 erhält. Die Frequenzfehler-Steuerspannung wird über einen Schalter 515 dem Steuersignalverstärker 138 zugeführt, der ein Steuersignal an den Phasenmodulator 142 gibt. Änderungen der Frequenz der Band-Sync-Komponente 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 Kondensator 102. Das hat zur Folge, daß der Relaisbetätiger 120 den Apparat aus der Stellung »Vertikal-Justierung« (bezeichnet mit» Vn) auf »Horizontal-Justierung« (bezeichnet mit »//«^schaltet

Ist das Synchronisierungssystem in der Stellung für die »Horizontal-Phasen- und Frequenz-Justierung«, so wird die Horizontal-Sync-Komponente von der Quelle der Bezugs-Sync-Signale 78 (s. F i g. 7a) durch den Impedanzwandler 52 und den Differentionskreis mit dem Widerstand 62 und dem Kondensator 64 abgeleitet. Die differenzierte Horizontal-Sync-Komponente (s. F i g. 7b) gelangt zum monostabilen Multivibrator 66. Das Ausgangssignal (s. Fig.7c) des Multivibrators 66 wird in dem Impulsformer 67 umgeformt, der einen trapezförmigen Impuls abgibt (s. F i g. 7d), welcher eine geneigte Vorderkante hat Der Trapezimpuls wird über einen Impedanzwandler 71 dem Gatter 134 zugeführt, wo der Abtast- oder Prüfimpuls, der von einem Formpuffer 132 kommt, mit dem Trapez gemischt wird.

Zugleich wird der Synchronisierungsimpuls (s. F i g. 7e), der von dem Band zum Anschluß 50 gelangt, einem Differentionskreis zugeführt, der einen Kondensator 122 und einen Widerstand 124 enthält. Die horizontale Sync-Komponente (s. Fig.7f) läuft durch den Differentionskreis zu einem verzögerten Multivibrator 126, der einen verzögerten Impuls (F i g. 7g) erzeugt. Der ins Negative gehende Teil des verzögerten Impulses gelangt an einen Impedanzwandler 128 und

ίο einen Sperrschwinger 130, der einen Impuls (s. F \ g. 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 134 zugeführt wird. Der Puffer 132 dient zur Trennung des Sperrschwingers von irgendeiner Rückkopplung des Gatters 134.

Der Prüf- oder Abtastimpuls (F i g. 7h) prüft oder tastet das Trapez (F i g. 7d) in dem Gatter 134 ab und erzeugt eine horizontale Fehlerspannung, die in einem Speicherkondensator 136 gespeichert wird. Die Fehlerspannung gelangt an den Steuersignalverstärker 138 über einen Impedanzwandler 140 und einen Schalter 59. Der Steuersignalverstärker 138, der ein Gleichspannungsverstärker mit einem Phasen-Leitungsnetzwerk sein kann, wie es üblicherweise in servomechanischen Systemen verwendet wird, liegt an einem Phasenmodulator 142.

Der Phasenmodulator ändert die Drehzahl des Abtasttrommelantriebes über einen Impedanzwandler 144 und einen Schalter 510 derart, daß die Abtasttrommel in eine genaue Beziehung zu den Horizontal-Sync-Komponenten gesetzt wird.

Zusätzlich läuft die Steuerspannung, die am Kondensator 136 liegt, durch den Impedanzwandler 140 und durch den Relaisschalter 57 zu dem 60-Hz-Zerhacker 106. Das umgewandelte 60-Hz-Steuersignal wird dann über den Verstärker 108 der Kompensationsvorrichtung 110 zur Betätigung des Phasenschiebers 114 zugeführt. Der Phasenschieber 114 liegt in der Regelschleife und bewirkt die Änderung der Phaseneinstellung des 240-Hz-Steuersignals für den Abtasttrommel-Motorantrieb. Dies erfolgt so lange, bis die Steuerspannung am Kondensator 136 Null wird. Während des Betriebszustandes »Laufen« erfolgt eine zusätzliche Steuerung der Drehzahl des Motorantriebs für die Bandantriebswelle. Hierzu wird ein Prüfoder 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 lichtelektrische Zelle 240-Hz-Rechteckimpulse, die durch den Amplitudenbegrenzer 96 einem Inverter 166 zugeführt werden, welcher ein Ausgangssignal abgibt, wie es in Fi g. 8a dargestellt ist Die umgedrehten Rechteckimpulse gelangen durch einen Schalter 58 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 Rechteckimpulse, wie sie in Fig.8d dargestellt sind. Diese Impulse werden über einen Verstärker 190 und einen Schalter 53 der Verzögerungsschaltung 72 zugeführt. Die Verzögerungsschaltung 72 erzeugt einen verzögerten Impuls, wie er in F i g. 8e dargestellt ist. Dieser Impuls tritt am Impulsformer 74 als Prüf- oder Abtastimpuls auf. Die 240-Hz-

Prüf- oder Abtastimpulse prüfen oder tasten das 240-Hz-Signal ab, das von der lichtelektrischen Zelle abgeleitet wurde, und erzeugen eine Fehlerspannung, die in dem Speicherkondensator 84 gespeichert wird. Die Fehlerspannung verändert die Reaktanz der Reaktanzröhre 86, die die Frequenz des Ausgangssignals eines Oszillators 192 verändert, welcher normalerweise 60 Hz ist. Das Ausgangssignal des Oszillators 192 verstellt seinerseits die Frequenz des Motorantriebs der Bandantriebswelle über den Schalter 512 derart, daß die Bandgeschwindigkeit im wesentlichen genau eingehalten wird.

Das Synchronisierungssystem 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 »Normal« oder

»N«-Betrieb in einem 60-Hz-Speisenetz gestattet. Ferner kann eine Anzeigelampe 196, wie eine Neonröhre, vorgesehen sein, die anzeigt, daß das System vertikale Phasenfehler korrigiert.

Durch die Erfindung wird insgesamt ein Synchronisierungssystem zur Synchronisierung eines Magnetbandapparates mit irgendeinem anderen Informations-Verarbeitungsapparat geschaffen, durch den Informations-Sync-Impulse von unterschiedlichen Frequenzen mit

ίο Bezugs-Sync-Impulsen verglichen werden und mit dem eine Magnetband-Abtasttrommel und eine Bandantriebswelle in genauer Beziehung zu den vordem auf dem Band aufgezeichneten Signalen und zu den Signalen des anderen Apparates gehalten werden, und zwar derart, daß zwischen den beiden Informationsquellen eine genaue Synchronisierung erfolgt.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. System zur Synchronisation eines wiederzugebenden Videosignals, das auf einem Magnetband aufgezeichnet ist und von diesem mittels eines rotierenden Abtastkopfes abgetastet wird, mit einem zweiten Videosignal, das durch ein unabhängig arbeitendes Gerät geliefert und zusammen mit dem auf dem Magnetband aufgezeichneten Videosignal verarbeitet wird, in dem die Synchronimpulse des vom Magnetband kommenden Videosignals in ihre Vertikal- und Horizontalkomponenten zerlegt werden, ein erstes Bezugssignal, das den Vertikalsynchronimpulsen des zweiten Videosignals entspricht, mit den Vertikalkomponenten des ersten Videosignals verglichen und aus dem Vergleich ein Grob-Fehlersignal gewonnen wird, und in dem ein zweites Bezugssignal, das den Horizontalsynchronimpulsen des zweiten Videosignals entspricht, mit den Horizontalkomponenten des ersten Videosignals verglichen und aus dem Vergleich ein Fein-Fehlersignal gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus den Vertikalsynchronimpulsen des zweiten Videosignals abgeleitetes Signal als Steuersignal für einen den rotierenden Abtastkopf antreibenden Synchronmotor dient, und daß das Grob-Fehlersignal und das Fein-Fehlersignal in einen im Steuersignalkreis des Synchronmotors liegenden Phasenschieber eingespeist werden.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Korrektur der Phase des Abtastkopfes nach Maßgabe der Fehlersignale ein schnell ansprechender Servomechanismus vorgesehen ist.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Relais das Synchronisierungssystem vom Vertikal-Justierbetrieb zum Horizontal-Justierbetrieb umschaltet, wenn keine Vertikal-Fehlerspannung vorliegt und eine Vertikalsynchronisierung erreicht wurde.