DE1462402A1

DE1462402A1 - Einrichtung zur Magnetaufzeichnung

Info

Publication number: DE1462402A1
Application number: DE19661462402
Authority: DE
Inventors: Motonori Fukatsu; Katsuyuki Iwai; Fujio Sato
Original assignee: Akai Electric Co Ltd
Current assignee: Akai Electric Co Ltd
Priority date: 1965-12-11
Filing date: 1966-01-17
Publication date: 1968-12-19
Also published as: US3493675A; NL6600490A; GB1128591A; FR1469270A; AU409759B1; CH446432A

Description

PATENTANWALT DIPL-INQ. JOACHIM STRASSE, HANAl/ 1 A R 9 A. Π 9

AKAI ELECTRIC COMPANY LIMITED Ik. Januar I966

Tokio , Japan Str/Jg - 8157

iSjjir^chi^ELg zur Magnetaufzeichnung

Die Erfindung betrifi Video -Bandaufnahme- und Wiedergabegeräte, anschließend in der weiteren Beschreibung kurz "Bandaufnahmegeräte" genannt. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein in dem Bandaufnahmegerät vorhandenes magnetisches Aufnahmesystem} welches das direkte Aufnahmeprinzip anwendet, speziell unter Benutzung eines oder mehrerer feststehender Magnetköpfe. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung wird unter der direkten Aufnahme diejenige Technik verstanden, die bekanntermaßen durch die Anwendung rotierender Köpfe geläufig ist und die sich nicht auf eine Frequenzmodulation stützt.

Nicht nur bei Ton-, sondern auch bei Bild-Aufnahmegeräten ist es im höchsten Maße vorteilhaft, eine möglichst geringe Bandgeschwindigkeit zu verwenden, ohne hierdurch an Qualität der wiedergegebenen Information zu verlieren, da eine spezifische Länge eines Bandes dazu dienen soll, einen höchstmöglichen Informationsgehalt aufzunehmen. Diese wünschenswerte Eigenart ist im Falle der Bild-Bandaufnahmegeräte besonders zu beachten. Mit einer verringerten Bandgeschwindigkeit nimmt jedoch die maximal aufnehmbare Signalfrequenz merklich ab, und diese Tendenz ist höchst unvorteilhaft, da im Falle der Video- oder

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Bild-Bandaufzeichnung, bei der der Signalfrequenzbereich erheblich breiter ist als bei Tondbandaufzeichnungen.

Bezogen auf die wiederzugebenden Bilder ist festzustellen, daß das Fehleru höherer Frequenzanteile des Signals an der aufgenommenen und wiedergegebenen Information einen entsprechenden Verlust an Schärfe im Bild hervorruft, weil in der Regel feinere Bilddetails höheren Frequenzanteilen im Signal entsprechen. Beim Rückgang der Bandgeschwindigkeit geht die maximal auf-" nehmbare Frequenz auf einen geringeren Wert zurück, und so gehen einzelne und präzise Anteile des wiedergegebenen Bildes verloren. Dies führt zu unvollkommenen und unscharfen Bildern.

In Erwägung der zuvor erwähnten Nachteile muß im Aufnahmegerät der Kopf einen möglichst feinen Aufnahmespalt aufweisen, so daß eine möglichst hohe Signalfrequenz aufgenommen und/oder wiedergegeben werden kann, um so genügend viel für den erstrebten Zweck zu erreichen. Als ein spezifisches Beispiel kann eine Spaltbreite von 1 μ oder noch weniger für einen praktisch verwendbaren Magnetkopf genannt werden.

Praktische Versuche haben ergeben, daß bei der Anwendung eines möglichst feinen Aufnahmespaltes im Aufnahme- oder Wiedergabekopf, der auf dem Bandaufnahmegerät unbeweglich fixiert ist, Video-Signale gut aufgezeichnet und wiedergegeben werden können, so daß das wiedergegebene Bile mit einigermaßen brauchbarer Qualität erscheint.

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Andererseits ist uj.u Erfahrung gewonnen worden, daß beim Gebrauch eines solch feinen Arbeitsspaltes zur guten Aufzeichnung und Wiedergabe der höheren Frequenzanteile im Signal niedrige Frequenzanteile im Signal bei der Wiedergabe verlorengehen.

In einem praktischen Beispiel, bei dem die Bandgeschwindigkeit I52 bis 3O4cm/sec (6p - 120 ips) und der Spalt am Wiedergabekopf 1 u betrug oder noch feiner gewählt wurde, sind Gleichstromanteile und Niederfrequenzantejlle unter 400 Hz bei der Wiedergabe nicht mehr wahrnehmbar, während sie praktisch noch auf dem bespielten Band vorhanden waren. Es gibt daher eine widersprüchliche Bedingung für die Aufnahme und Wiedergabe von Bildsignalen beim Gebrauch feiner Aufnahme- and Wiedergabespalte, die darin besteht,,daß Gleichstrom- und Niederfrequenzanteile verlorengehen, sobald Anstrengungen in Richtung auf eine wirksame Aufnahme und Wiedergabe hoher Frequenzanteile von Bildsignalen gemacht werden.

Um diese Schwierigkeiten auszuräumen, ist schon vorgeschlagen worden, im Wiedergabesystem Pseudo-Wiedergabe-Einrichtungen einzusetzen, um diese sonst verlorengegangenen Signalanteile zu erzeugen und einzuspeisen. Für derartige bekannte Techniken sei die Einfügung eines sogenannten Gleichstrom-Wiederherstellungskreises (Schwarz-Steuerkreis) genannt.

Durch den Ausfall der Signalanteile mit Frequenzen unterhalb von etwa 400 Hz kann das wiedergegebene Signal so aussehen, daß die Spitzen der darin enthaltenen Synchronisations-Impulse

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[ auf verschiedenen Spannungspegeln liegen, damit also nicht auf dem vorbestimmten konstanten Spannungspegel festgehalten werden und deshalb ein wellig gestörtes Bildsignal verursachen, wenn sie im ganzen über ein bestimmtes Zeitintervall beobachtet werden.

Es gibt zwei konventionelle Arten, die Spitzenwerte der Synchronisationsimpulse auf einem vorbestimmten Spannungspegel festzuhalten. Einmal handelt es sich um das Gleichstrom-Wieder-" herstellungssystem (Schwarz-Steuerung) und zum andern um das System festgehaltener Spannungsstufen (getastete Ausklammerungsschaltung). Entsprechend durchgeführter" Versuche stellen diese bekannten Hilfsmaßnahmen den verlorenen niedrigen Frequenzbereich unterhalb 400 Hz nicht wieder ausreichend her.

Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, ein wirkungsvolles Bildaufnahmesystem in einer höchst einfachen Ausführung unter Verwendung feststehender Magnetköpfe zu ^! schaffen, um verschiedene Möglichkeiten auszubilden, u. a. diejenige die Synchronisations-Impulse scharf und genau bei-der späteren Wiedergabe der aufgezeichneten Bildsignale zu reproduzieren. Für die Realisierung des oben erwähnten Gegenstandes zeichnet sich die vorliegende Erfindung, die von dem konventionellen magnetischen Bildsignal-Aufzeichnungssystem ausgeht, welches einen feststehenden, in gleitendem Kontakt mit einem langgestreckten Magnetband befindlichen und mit Video-Signalen gespeisten Aufnahmekopf benutzt, dadurch aus, daß der Aufnahmekopf mit zwei erregenden Spulen ausgestattet ist. Die eine ist

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den Empfang abgetrennter, wenn nötig abgewandelter Synchronisierungs-Signalanteile bestimmt und angeordnet, und die andere ist für den Empfang von Bildsignalen getrennt von den Synchronisations-Signalanteilen, die sonst normalerweise mit enthalten sind, bestimmt und angeordnet. Die beiden genannten Spulen sind so angeordnet, daß sie an ein und demselben Spalt wirksam werden, der in der genannten Aufzeichnungskopfeinrichtung gebildet wird.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schematisches Blockschaltbild einer ersten

Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 und 3 Diagramme, welche die zwei Arten der Erzeugung

synthetischer magnetischer Aufnahmeflüsse darstellen,

Fig. k ähnlich der Darstellung in Fig. 1 eine etwas

abgewandelte Ausführungsfore,

Fig. 5 ähnlich der Darstellung in Fig. 2 und 3 ein

Diagramm, welches in Verbindung mit Fig. k gilt,

Fig. .6 ähnlich der Darstellung in Fig. 1 eine zweite

Ausführungsform der Erfindung,

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Fig. 7 ähnlich der Darstellung in Fig. 5 ein Diagramm,

welches in Verbindung mit Fig. 6 gilt,

Fig. 8a, 8b u.8C schematische Darstellungen abgewandelter Aus-r

führungsformen der Aufzeichnungsköpfe und

Fig. 9 und 10 die schematische Darstellung zweier Modelle

magnetisch aufgezeichneter Signale, einmal in der konventionellen Technik, zum anderen gemäß der vorliegenden Erfindung.

Gemäß Fig. 1 ist eine Eingangsbuchse 10 elektrisch mit einer Zwischenstufe eines nichtdargestellten Fernsehempfängers verbunden und dadurch ständig mit Bildsignalen a gespeist. Das so eingespeiste Eingangssignal wird hinter einem Verzweigungspunkt 2k und über eine Leitung 25 zum Synchronisations-Separator 11 geleitet, der für die Trennung des eingespeisten Signals vom Synchronisations-Signal b konventionell aufgebaut ist. Die so abgetrennten Synchronisations-Signale b werden im Aufnahme-Verstärker 12 verstärkt, wobei vorzugsweise ein Verstärkungsfaktor 1:5 gewählt werden kann, wodurch Signale c oder d entstehen. Diese gelangen über eine Verbindung 27 an eine Aufnahmespule Ll, die um einen Aufnahmekopf l4 gewickelt ist.

Der Aufnahmekopf l4 weist einen Aufnahmespalt 23 auf, der vorzugsweise in der Größenordnung von 1 μ liegt oder kleiner ist.

Die Spule Ll weist 100 Windungen eines feinen isolierten 0,1 mm starken Kupferdrahtes auf. Die Aufnahmesignale können dieselbe Polarität haben wie die abgetrennten Synchronisations-

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Signale, die entweder in der Form c oder mit entgegengerich teter Polarität d auftreten.

Hier ist zwar nicht dargestellt, wie eine Justiervorrichtung für die Einstellung der Größe des Aufnahmestromes vorgesehen werden kann, dies läßt sich aber in bekannter Weise durch einen veränderlichen Widerstand erzielen, der in der ersten Stufe des Äufnahmeverstärkers 12 enthalten ist.

Gleichzeitig wird das Eingangs-Bildsignal hinter dem Verzweigungspunkt 2,k und über eine Leitung 26 in einen Aufnahmeverstärker 13 eingeleitet. Das Verstärker-Ausgangs-Signal e wird vom Verstärker I3 über eine Leitung 28 an eine Spule L2 angelegt , die ebenfalls um den Aufnahmekopf 14 gewickelt ist und beispielsweise 100 Windungen eines feinen isolierten 0,1 mm starken Kupferdrahtes haben kann. Auf diese Weise werden die beiden Signalströme von den Verstärkern 12 und I3 magnetisch zusammengesetzt, wie es im einzelnen im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben wird. Die Übertragung auf ein Magnetband T erfolgt über den Aufnahmespalt 23· Das Magnetband wird beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von I52 cm/sec bis 304 cm/sec (60 - 120 ips) bewegt. Es wird mit seiner magnetischen Schicht in Kontakt mit dem Aufnahmespalt des feststehenden Kopfes 14 gehalten. Auf der Rückseite des laufenden Bandes, aber vorzugsweise unter Einhaltung eines kurzen Abstandes, ist ein vormagnetisierender Kopf 15 in unmittelbarer Nähe zum Aufnahmekopf 14 vorgesehen. Dieser Kopf 15 ist mit einer Vormagnetisierungsspule 29 ausgestattet, die

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durch eine Zuleitung 30 mit einer Hochfrequenzquelle 16, vorzugsweise in Form eines elektronischen Oszillators für 500OkHz, verbunden Diese Anordnung ist als "Kreuzfeldkopfanordnung" ("Cross-Field-Head") bekannt.

In den Fig. 2 und 3 ist ^der Aufnahme-Effekt als Diagramm dargestellt. In diesem Diagramm wird der zusammengesetzte resultierende Magnetismus auf dem Magnetband T als Funktion der Aufnahmeströme gezeigt. In Fig. 2 wird das Bildsignal a negativ und in Phase mit einer Gruppe von abgetrennten Synchronisations-Impulsen c zusammengesetzt. Im Gegensatz dazu wird in Fig. 3 das Bildsignal a positiv und in Phase mit einer Gruppe von abgetrennten Synchronisations-Impulsen d zusammengesetzt. In jedem Fall werden diese beiden Ströme a und c oder a und d miteinander - wie ersichtlich - magnetisch und algebraisch zusammengesetzt. Bei dieser Wirkungsart kann die Arbeitsweise in einem bestimmten Bereich linear verlaufen, soweit die charakteristische Kurve g des magnetischen Aufnahmematerials auf dem Magnetband T linear bleibt, wie es bekannt ist. Außerhalb dieses linearen Bereichs werden zusammengesetzte magnetische Aufnahmen auf dem Magnetband entsprechend verzerrt, was natürlich bei der Verwirklichung des gewünschten Zieles vermieden werden muß.

Im Falle der Fig. 3 sind diejenigen Anteile des zusammengesetzten Signals, die von den ursprünglichen Synchronisations-Signalen herrühren, im Vergleich zu dem Fall, der in Fig. 2 dargestellt ist, vorherrschend. Dieser Gesichtspunkt ist von überragender Bedeutung für den erwünschten Zweck, wenn die vorher erwähnte Linearität bei der elektromagnetischen Umwandlung erhalten bleiben soll.

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In der Fig. 4 wird das Eingangs-Bildsignal a auf eine Eingangsbuchse 10 gegeben und zum Synchronisations-Signal-Separator 11 weitergeleitet, während gleichzeitig das Eingangs-Signal - wie zuvor - in den Aufnahmeverstärker I3 eingegeben wird. Das Ausgangs-Signal des Verstärkers I3 wird direkt in die Aufnahmespule L2 in der zuvor beschriebenen Weise eingespeist.

Die durch den Separator 11 abgetrennten Synchronisations-Signale b werden einem schwingenden Oszillator 20 zugeführt. Dadurch entsteht ein Signal mit einer ganzzahlig vervielfachten Frequenz, die durch das Symbol j dargestellt ist und synchron mit dem abgetrennten Synchronisations-Signal b verläuft. Wie man sieht hat das Ausgangs-Signal j eine solche Gestalt, daß es seine größte Spannungsamplitude im Augenblick des Eintreffens des Synchronisations-Impulses hat und dann eine stufenweise Dämpfung aufweist. Diese Dämpfungsperiode wiederholt sich immer wieder bei jedem Eintreffen des abgetrennten Synchronisations-Impulses. Mit diesem spezifischen Signal gehen die abgetrenntenSynchronisations-Impulse in eine Torschaltung 21. Das resultierende Signal k hat eine solche Wellenform, daß bei jeder Periode von H ein schmales Wellenpaket auftritt. (H hat die in der Fernsehtechnik übliche Bedeutung.) Dieses kurze Wellenpaket wird dann durch den Aufnahmeverstärker 12 in die Spule Ll des Aufnahmekopfes l4 eingespeist. In diesem Fall hat jedoch das eingespeiste Signal 1 eine Form, bei der im Vergleich zum vorstehend beschriebenen Wellenpaket die unteren Spitzen abgeschnitten sind.

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In Fig. 5 wird die Art der Zusammensetzung der beiden Signalarten 1 und a, die sich aus Fig. 4 ergeben, so im Diagramm dargestellt, wie sich die Zusammensetzung im Aufnahmekopf l4 ergibt. Das Diagramm läßt sich leicht unter Rückbeziehung auf die Fig. 2 und 3 und der entsprechenden vorstehenden Erörterung verstehen.

Die in der: nächsten Fig. 6 dargestellte zweite Ausführungsform der Erfindung enthält für die zuvor beschriebenen Elemente die gleichen Bezugszahlen und Symbole 10, 11, 12, 13» Ll, L2, 15» l6 und T. Im vorliegenden Fall werden die Signale, die beispielsweise beiderseits des Separators 11 auftreten, in einer AddierSchaltung 22 zusammengesetzt· Sie erzeugen dab—ei ein abgeändertes Bildsignal m, welches dem ursprünglich eingegebenen Bildsignal entspricht, jedoch ohne Synchronisations-Signale ist. Dieses abgeänderte Signal wird über den Aufnähmeverstärker■auf die Spule L2 des Aufnahmekopfes Ik gegeben.

In der Addier schaltung sind auch Einrichtungen vorgesehen, um den Spannungspegel entweder des abgetrennten Synchronisations-Signals oder des Eingangs-Bildsignals oder beider Signale einzustellen, so daß die vorstehend erwähnte Art und Weise der Behandlung der Synchronisations-Impulse des Eingangs-Bildsignals angewandt werden kann.

In Fig. 7 wird die Art der magnetischen Zusammensetzung der genannten beiden Signalarten im Diagramm dargestellt, und zwar in der gleichen Weise, wie das in den Fig. 2, 3 oder 5 geschehen

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ist. Die Bedeutung des Diagramms wird ohne weitere Darlegungauf Grund der vorstehenden Erörterungen deutlich.

Die Behandlung der abgetrennten Synchronisations-Signale kann in einer bestimmten oder auf andere Weise modifizierten Art erfolgen.

In den Fig. 8 sind verschiedene abgewandelte Ausführungsformen des Aufnahmekopfes wiedergegeben. In Fig. 8A ist der Aufnahmekopf Ik zusätzlich mit einer Vormagnetisxerungsspule 2k versehen, die elektrisch mit der Vormagnetisierungs-Stromquelle 16 verbunden ist. Auf diese Weise überlagern sich die Vormagnetisierungsflüsse auf dem Kern des Kopfes Ik,

In einer weiteren Abwandlung, die in Fig. 8B dargestellt ist, ist die Vormagnetisierungs-Stromquelle elektrisch mit einer der vorstehend beschriebenen Aufnahmespulen Ll verbunden. Im Beispiel gemäß 8C ist die Stromquelle l6 nicht mit der Spule Ll, sondern mit der Aufnahmespule L2 verbunden. Daher überlagern sich in diesen beiden Fällen die Vormagnetisierungsströme mit den entsprechenden Aufnahmeströmen.

In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform können die beiden Spulen Ll und L2 physikalisch als Einheit ausgebildet sein.

Patentansprüche

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Claims

— Ί PATENTANWALTDIPL-INQ1JOACHIMSTRASSE1HANAw AKAI ELECTRIC COMPANY LIMITED l4. Januar I966 Tokio , Japan Str/Jg - 8157 Patentansprüche :

1./Magnetische Bildaufnahme-Einrichtung mit feststehendem Auf- -·' nahmekopf in gleitendem Kontakt mit einem langgestreckten magnetischen Band, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekopf mit zwei erregenden Spulen versehen ist, von denen die eine für abgetrennte, wenn nötig umgewandelte-, oynchronisations-Signale bestimmt und angeordnet ist und von denen die andere für ein Bildsignal oder einem entsprechenden Signal bestimmt und angeordnet ist, wobei die beiden genannten Spulen auf ein und denselben Spalt des Aufnahmekopfes einwirken .

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abgetrennte Synchronisations-Signal magnetisch mit dem Bildsignal synchron mit dem darin enthaltenen Synchronismerungs-Signal sowie additiv mit derselben Polarität zusammengesetzt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abgetrennte Synchronisierungs-Signal magnetisch mit dem Bildsignal in Phase mit dem darin enthaltenen Synchronisierungs-Signal subtraktiv mit entgegengesetzter Polarität zusammengesetzt ist.

809813/0 682 BAD ORiSiNAL

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4. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spulen eine physikalische Einheit bilden.

5· Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vormagnetisierungskopf in physikalisch entgegengesetzter Anordnung zum Aufnahmekopf vorgesehen ist.

6. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß das abgetrennte Synchronisierungs-Signal in ein schmales Wellenpaket umgewandelt wird, bevor es an den Aufnahmekopf gelangt.

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