DE1462107C - Anordnung zum Aufzeichnen von Syn chromsiersignale enthaltenden Videosig nalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Aufzeichnen von Synchronisiersignale enthaltenden Videosignalen auf einem magnetischen Auf zeichnungsmedium mit einem eingangsseitigen Frequenzmodulator zum Modulieren der aufzuzeichnenden Videosignale, der über Mischer, Filter und Verstärker mit einem Schreibkopf verbunden ist.

Bei bekannten Anordnungen dieser Art erfolgt die Aufzeichnung der Videosignale mit Hilfe eines durch die aufzuzeichnenden Videosignale frequenzmodulierten Trägers. Beispiele für solche Anordnungen sind in der USA.-Patentschrift 3 040 125 und in »Rundfunktechnische Mitteilungen«, Jahrgang 4, 1960, S. 113 bis 129 und 222 bis 231, beschrieben.

Bei dieser Aufzeichnungsmethode ergibt sich nun eine Begrenzung durch die Breite des vom magnetischen Aufzeichnungsmedium verarbeitbaren Frequenzbandes, bei dessen Überschreitung nach oben oder unten die entsprechenden Modulationsfrequenzen nicht mehr aufgezeichnet werden und daher für die Wiedergabe der aufgezeichneten Videosignale ausfallen. Diese Überschreitungsgefahr ist jeweils für die obersten bzw. die untersten Modulationsfrequenzen gegeben, die der Weißwertspitze bzw. der Schwarzschulter, also dem Synchronisiersignal im Videosignal, entsprechen.

Bei den bisher bekannten Aufzeichnungsanordnungen der eingangs erwähnten Art wird mit Rücksieht auf die obenerwähnte Bandbegrenzung eine Klammerung der aufzuzeichnenden Videosignale auf die Schwarzschulter, also die unterste Amplitude, vorgenommen, um einen Ausfall der in diesem Amplitudenbereich liegenden Synchronisiersignale zu vermeiden. Mit dieser Art der Klammerung ist jedoch bei Videosignalen mit hohem Weißanteil zwangläufig ein erheblicher Informationsverlust verbunden, der sich in Form entsprechender Bildverzerrungen bemerkbar macht, die erhebliche Störungen des Bildeindrucke hervorrufen. -

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Aufzeichnungsanordnung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß bei voller Aufrechterhaltung der Synchronisationszuverlässigkeit die bei den bekannten Anordnungen zu beobachtenden Ausfälle oder Verzerrungen im oberen Weißbereich der Videosignale vermieden werden. _

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- ν löst, daß der Frequenzmodulator eine Klemmschaltung aufweist, die einen Kondensator enthält, der einerseits über einen Ladekreis mit kleiner Zeitkonstante aufladbar und anschließend über einen Entladekreis mit großer Zeitkonstante entladbar ist und so eine höchste und der jeweiligen Weißwertspitze im Videosignal entsprechende Frequenz eines durch die aufzuzeichnenden Videosignale frequenzmodulierten Trägersignals auf einem einer oberen Grenzfrequenz für das auf dem Aufzeichnungsmedium registrierbare Frequenzband entsprechenden Pegel annähernd festhält, bis eine nachfolgende Weißwertspitze im Videosignal eine Überschreitung des dann gerade anliegenden Pegels bewirkt.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Aufzeich-■■ nungsanordnung wird also anders als bei den bisher bekannten Anordnungen nicht die Schwarzschulter, sondern der maximale Weißwert des jeweils aufzuzeichnenden Videosignals geklammert. Auf diese Weise werden Überschreitungen des aufzeichenbaren Frequenzbandes auf Grund von Weißwertspitzen im C Videosignal mit Sicherheit vermieden, und es kommt nicht zu den bei den bekannten Anordnungen auftretenden Verzerrungen oder Ausfällen im Weiß-' bereich der aufgezeichneten Bilder. Ein etwaiger Verlust an Synchronisiersignalinformation, derallenfalls bei einem abrupten Übergang von einem aufzuzeichnenden Bild mit sehr dunklem Hintergrund zu einem solchen Bild mit sehr hellem Hintergrund auftreten kann, läßt sich durch eine entsprechende Impulsformung bei der Wiedergabe der aufgezeichneten Videosignale ohne weiteres ausgleichen, da das Synchronisiersignal bei der Aufzeichnung niemals bis in den Bereich des beispielsweise durch Bandrauschen eines Magnetbandes bedingten Störsignalpegels absinkt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der Ladekreis für den Kondensator der Klemmschaltung eine Diode, die jeweils bei Überschreiten der momentanen Kondensatorspannung durch die Weißwertspitze eines Videosignals leitend wird und dann eine Kondensatoraufladung auf den dieser Weißwertspitze entsprechenden Wert auslöst. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann außerdem der Entladekreis für den Konden-

sator der Klemmschaltung einen der Diode im Ladekreis parallelgeschalteten Widerstand mit hohem Widerstandswert enthalten.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild für den Aufbau einer erfindungsgemäß ausgebildeten Aufzeichnungsanordnung als Ganzes,

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild für die Klemmschaltung im Frequenzmodulator der Anordnung von Fig. 1,

F i g. 3 ein Ersatzschaltbild für die Klemmschaltung von F i g. 2,

F i g. 4 ein ausführliches Schaltbild für die Klemmschaltung nach dem in F i g. 2 dargestellten Prinzip und

F i g. 5 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der Klemmschaltungen von F i g. 3 und 4.

In der Aufzeichnungsanordnung von F i g. 1 speist

Q eine Fernsehkamera 1 über einen Videoverstärker 2 einen Frequenzmodulator 4 mit Synchronisiersignale enthaltenden Videosignalen. Der Frequenzmodulator 4 ist außerdem an einen mit einer Frequenz Z₁ arbeitenden Oszillator 3 angeschlossen und gibt an seinem Ausgang ein frequenzmoduliertes Trägersignal ab, das über ein erstes Filter 5 und einen Verstärker 6 zu einem Mischer 8 gelangt, der außerdem an einen mit einer Frequenz /, arbeitenden Oszillator 7 angeschlossen ist. Der "Mischer 8 seinerseits speist über ein zweites Filter 9 und einen Verstärker 10 einen Schreibkopf 11, der die von der Fernsehkamera 1 gelieferten Videosignale auf einem Magnetband 12 aufzeichnet.

Der Frequenzmodulator 4 enthält eine Klemmschaltung, wie sie im Prinzip in F i g. 2 dargestellt ist. Diese Klemmschaltung wird an einer Eingangsklemme 23 mit den Videosignalen 24 aus der Fernsehkamera 1 gespeist, die neben dem eigentlichen Bildsignal mit einer Weißwertspitze ein Synchronisiersignal enthalten. Von der Eingangsklemme 23 gelangen die Videosignale 24 zu einem Kondensator 25 und laden diesen auf, wobei die Zeitkonstante für diese Kondensatoraufladung durch eine im Ladekreis für den Kondensator 25 liegende Diode 26 bestimmt wird. Diese Diode 26 wird jeweils bei der Weißwertspitze des Videosignals 24 leitend, sofern diese die bei ihrem Eintreffen vorhandene Spannung am Kondensator 25 übersteigt, und sie bewirkt so jeweils ein Aufladen des Kondensators 25 auf den Wert einer solchen höheren Weißwertspitze.

Im Ersatzschaltbild von F i g. 3 läßt sich die Diode 26 daher durch einen Schalters darstellen, der mit einem relativ kleinen Widerstand r in Serie liegt. Dieser Widerstand r, der den Durchlaßwiderstand der Diode 26 in leitendem Zustand darstellt, ist relativ klein, und er bestimmt im Verein mit der Größe des Kondensators 25 selbst die Zeitkonstante für dessen Aufladung, die daher relativ rasch vor sich geht. ¹ Anschließend an die Weißwertspitze im Videosignal 24 ist die Diode 26 nicht leitend, der Schalter S im Ersatzschaltbild von F i g. 3 ist also geöffnet und der Kondensator 25 kann sich nur über einen der Diode 26 parallelgeschalteten Widerstand 27 entladen, der im Vergleich zum Durchlaßwiderstand r der Diode 26 sehr groß ist, so daß die Zeitkonstante für den durch den Widerstand 27 gebildeten Entladekreis für den Kondensator 25 relativ groß wird und die Kondensatorentladung daher nur langsam vor • sich geht.

Jedesmal bei Eintreffen eines Videosignals 24 mit einer die momentane Kondensatorspannung am Kondensator 25 übersteigenden Weißwertspitze an der Eingangsklemme 23 der Klemmschaltung wird die Diode 26 leitend, und der Kondensator 25 wird mit kleiner Zeitkonstante auf den Wert dieser Weißwertspitze aufgeladen. Anschließend erfolgt eine langsame Kondensatorentladung über den Widerstand 27, bis wieder eine die momentan anliegende Kondensatorspannung übersteigende Weißwertspitze in einem Videosignal 24 auftritt.

Bei leitender Diode 26 ist der Spannungsabfall über die Diode 26 sehr gering; an der mit einer Ausgangsleitung 28 verbundenen Anode der Diode 26 herrscht in diesem Falle praktisch das gleiche Potential wie an ihrer Kathode. Diese wiederum wird auf festem Potential gehalten, wobei dieses Festpotential durch einen über einen Überbrückungskondensator 31 geerdeten Schleifer eines Potentiometers 29 bestimmt wird, das seinerseits zwischen Erde und dem Pluspol 30 einer Gleichspannungsversorgung +B geschaltet ist.

Die auf der Ausgangsleitung 28 der Klemmschaltung in F i g. 2 erscheinenden Videosignale 32 sind also in ihrer Weißwertspitze auf einen festen Wert geklammert, und es kommt nur zu einer Verschiebung für das Potential der darin enthaltenen Synchronisiersignale, wie dies in F i g. 2 gestrichelt angedeutet ist, bei Videosignalen 32 mit geringerer Gesamtamplitude.

In dem ausführlicher gehaltenen Schaltbild von Fig. 4 ist an eine Eingangsklemme 33 über einen Kopplungskondensator 34 die Basis eines Transistors 35 angeschlossen, die ihre Vorspannung über einen Spannungteiler aus zwei Widerständen 36 und 37 erhält, von denen der Widerstand 36 mit Erde verbunden ist, während der Widerstand 37 die Verbindung mit einer Gleichspannungsversorgung 38 herstellt. Der Emitter des Transistors 35 ist über einen Widerstand 39 geerdet, während sein Kollektor über einen Widerstand 40 an der Gleichspannungsversorgung 38 liegt. An den Kollektor des Transistors 35 ist außerdem die Basis eines weiteren Transistors 41 von entgegengesetztem Leitfähigkeitstyp angeschlossen, dessen Kollektor mit dem Emitter des Transistors 35 und dessen Emitter über einen Widerstand 42 mit der Gleichspannungsversorgung 38 verbunden ist. -

Die Transistoren 35 und 41 bilden gemeinsam eine Signalquelle mit niedriger Ausgangsimpedanz und erzeugen ein Videosignal, das dem an der Eingangsklemme 33 liegenden und durch den Verstärker 2 von.Fig. 1 gelieferten Videosignal entspricht.

Dieses Videosignal wird nun einer nach dem Prinzip von F i g. 2 gebauten Klemmschaltung zugeführt. Diese enthält einen mit dem Emitter des Transistors 35 bzw. dem Kollektor des Transistors 41 verbundenen Kondensator 43, von dem eine Ausgangsleitung 44 abgeht, die über eine Parallelschaltung aus einer Diode 46 und einem Widerstand 45 mit dem Schleifer eines Potentiometers 47 verbunden ist, der außerdem über einen Überbrückungskondensator 48 geerdet ist. Das Potentiometer 47 selbst liegt zwischen Erde und einem an die Gleichspannungsversorgung 38 angeschalteten Widerstand 49. Dem Potentio-

meter 47 ist außerdem eine Zenerdiode 50 parallel führten Videosignals ändert, so ändert sich auch die

geschaltet, die der Spannungsregelung dient. Kapazität der Dioden 53, 54 und 55, woraus sich

Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Klemm- eine Änderung für die Verzögerung und die Frequenz schaltung folgt dem gleichen Prinzip wie die Klemm- des Signals auf der Leitung 52 ergibt,
schaltung von Fig. 2. Sobald die Weißwertspitze 5 Die Frequenzverhältnisse für die Schaltung nach eines dem Kondensator 43 zugeführten Videosignals F i g. 4 sind in F i g. 5 veranschaulicht. Dabei zeigt dessen momentane Spannung übersteigt, wird die Di- die Zeile A in F i g. 5 das Frequenzspektrum eines an ode 46 leitend und hält dann das Potential für die der Eingangsklemme 33 anliegenden Videosignals Ausgangsleitung 44 auf dem durch den Schleifer des mit einer Maximalfrequenz f_max von beispielsweise Potentiometers 47 bestimmten Wert fest. Der Durch- io 3,5 MHz. Die Zeile B gibt dann das Signal auf der laßwiderstand der Diode 46 ist jedoch groß genug, Leitung 52 in Relation zu diesem Videosignal wieder, um eine Verschlechterung für die Details des Video- wobei wieder das entsprechende .Frequenzspektrum signals während der Gleichstromrückführung zu ver- dargestellt ist. Man sieht, daß die untere Grenze der hindern. Der Kondensator 43 entlädt sich über einen Hauptkomponente des frequenzmodulierten Signals der Diode 46 parallelgeschalteten Widerstand 45, den 15 auf der Leitung 52 in Zeile B von F i g. 5 auf einem Sperrwiderstand der Diode 46 und die Sperrwider- festen Pegel liegt, der einer Weißwertspitze im Videostände von in einem noch zu beschreibenden Modu- signal entspricht. Dieses frequenzmodulierte Signal lationskreis liegenden weiteren Dioden. Diese den wird dann dem Filter 5 in F i g. 1 zugeführt, und des-Entladekreis für den Kondensator 43 bildenden Grö- sen Ausgangssignal wird nach Verstärkung im Verßen sind vorzugsweise so gewählt, daß sich eine Zeit- 20 stärker 6 durch den Mischer 8 mit der Frequenz /₂ konstante von 250 Millisekunden für die Konden- des Oszillators 7 gemischt. Die Frequenz /₂ kann dasatorentladung ergibt, so daß die Ladung des Kon- bei beispielsweise 51 MHz betragen. Die untere densators von einem Zeilenintervall zum nächsten in Grenze für die verlagerte Trägersignalfrequenz kann Γ"^: etwa konstant bleibt, die Schaltung aber dennoch dann beispielsweise bei 2 MHz liegen, während die " auf eine Verminderung im Weißwert des ihr züge- 25 obere Grenze 4 MHz betragen kann,
führten Videosignals ansprechen kann. Wie Zeile B in F i g. 5 zeigt, kann sich das im

Die Ausgangsleitung 44 führt damit ein Video- Videosignal enthaltene Synchronisiersignal je nach

signal, dessen Weißwertspitze auf einen im wesent- der Größe der Weißwertspitze des Videosignals nach

liehen konstanten Wert geklammert ist, der durch die rechts oder links verschieben, es gibt jedoch keine

Stellung des Schleifers am Potentiometer 47 bestimmt 30 Übermodulation für den Bildinhalt des Videosignals,

wird. und es entstehen auch keine störenden Schwebungs-

Von der Ausgangsleitung 44 gelangt das Video- frequenzen. Da außerdem keine Weißwertklipper und signal zu einem veränderbaren Verzögerungskreis, keine Pressung erforderlich sind, wird auch eine ausder in einer Rückkopplungsschleife liegt, die einen gezeichnete Linearität für das aufgezeichnete Signal Transistor 51 enthält, der über eine Leitung 52 einem 35 erzielt. Ferner ergibt sich auch für Bilder mit dunk-Oszillator OSC eine frequenzmodulierte Spannung lern Hintergrund und hellen Stellen entsprechende zuführt. Die Ausgangsleitung 44 ist mit den Kathoden Videosignale eine hohe Auflösung für die Detaildreier Dioden 53, 54 und 55 mit veränderlicher Ka- wiedergabe in den hellen Stellen. Schließlich kann pazität verbunden. Dabei sind die Anoden der Di- auch die Trägerdrift während der Wiedergabe veröden 53 und 54 über eine Induktionsspule 56 und die 40 mindert werden.

Anoden der Dioden 54 und 55 über eine Induktions- Ein praktisches Ausführungsbeispiel für eine Schalspule 57 miteinander verbunden. Außerdem ist die tung nach F i g. 4 mit Zahlenangaben für die einzel-Anode der Diode 54 mit der Leitung 52 zum Oszil- nen Bauelemente ist in der nachstehenden Tabelle lator OiSC verbunden, während an die Anode der zusammengestellt: /---■ Diode 55 der Kollektor des Transistors 51 ange- 45 _Tr , _Λ~ η^-κ*·* c * ^-

schlossen ist. Die Anode der Diode 53 schließlich ξοηdelator 43 0,2 Mikrofarad

liegt über einen Widerstand58 an einer Leitung 59, Widers and 45 L¹^⁰J"

die über eine Induktionsspule 60 mit der Gleichspan- V?^fl£?^s?^{na 4}' ; ·: 7 · · ·; · · · · ■ · ■ i" *", ^m -

nungsversorgung38 in Verbindung steht und über Überbruckungskondensator 48 .. 10 Mikrofarad

einen Kondensator 61 geerdet ist Die Anode der so ^iders and 49 560 Ohm

Diode 53 ist außerdem über einen Kondensator 62 Widerstand 58 ^l°Si\

mit der Basis des Transistors 51 verbunden, und vom ., Induktionsspule 60 20Mikrohenry

entsprechenden Verbindungspunkt führt ein Wider- Kondensator 61 0 05 Mikrofarad

stand 63 zur Leitung 59 und ein Widerstand 64 zur Έ?αΤΨΛ }2 Picofarad

Erde. Der Emitter des Transistors 51 ist über einen 55 ^W,^^{erS and}, f, 5?™ ™

Kondensator 65 und einen Widerstand 66 mit Erde Widerstand 64 470OOhm

verbunden. "f*⁵ · }00Picofarad

Der Kondensator 62, die Widerstände 58 und 63 Widerstand 66 . 1 kiloohm ^

und die Widerstände 61 und 64 bilden gemeinsam Gegebenenfalls kann zwischen der Ausgangsleitung

eine Rückkopplungsschleife, und wenn sich das Po- 60 44 und Erde ein zusätzlicher Kondensator mit bei-

tential der Ausgangsleitung 44 infolge des davon ge- spielsweise 50 Picofarad eingefügt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Aufzeichnen von Synchronisiersignale enthaltenden Videosignalen auf einem magnetischen Aufzeichnungsmedium mit einem eingangsseitigen Frequenzmodulator zum Modulieren der aufzuzeichnenden Videosignale, der über Mischer, Filter und Verstärker mit einem Schreibkopf verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzmodulator (4) eine Klemmschaltung aufweist, die einen Kondensator (23; 43) enthält, der einerseits über einen Ladekreis (26; 46) mit kleiner Zeitkonstante aufladbar und anschließend über einen Entladekreis (27; 45) mit großer Zeitkonstante entladbar ist und so eine höchste und der jeweiligen Weißwertspitze im Videosignal entsprechende Frequenz eines durch die aufzuzeichnenden Videosignale frequenzmodulierten Trägersignals auf einem einer oberen Grenzfrequenz für das auf dem Aufzeichnungsmedium registrierbare Frequenzband entsprechenden Pegel annähernd festhält, bis eine nachfolgende Weißwertspitze im Videosignal eine Überschreitung des dann gerade anliegenden Pegels bewirkt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladekreis für den Kondensator (25; 43) der Klemmschaltung eine Diode (26; 46) enthält, die jeweils bei Überschreiten ' der Kondensatorspannung durch eine Weißwertspitze eines Videosignals leitend wird und dann eine Kondensatoraufladung auf den dieser Weißwertspitze entsprechenden Wert auslöst.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladekreis für den Kondensator (25; 43) der Klemmschaltung einen der Diode (26; 43) im Ladekreis parallelgeschalteten Widerstand (27; 45) von hohem Widerstandswert enthält.