DE1474268A1 - Aufnahmevorrichtung und Verfahren zur Aufnahme von Informationen - Google Patents
Aufnahmevorrichtung und Verfahren zur Aufnahme von InformationenInfo
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Description
AMPBX COHPORATION, 401 Broadway,
Hedwood City, California 94063 - USA
Aufnahmevorrichtung und Verfahren zur Aufnahme von informationen
Die vorliegende Erfindung "bezieht sich auf eine Vorrichtung
und ein Verfahren zur Aufnahme von Informationen und insbesondere auf Aufnahmevorriohtungen, die eine verbesserte
Wiedergabe der Informationen erlauben.
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Die Erfindung bezieht sich vorzugsweise, jedoch nicht ausschließlich auf die Aufnahme von Videoinformationen
auf einem magnetischen Medium mittels einer Vorrichtung mit rotierenden Aufnahmeköpfen (z.B. Ampex Videotape Machine)
Sie ist darüber hinaus auch im Zusammenhang mit anderen Informationsarten, wie Meßdaten sowie anderen Aufnahme- und
Aufzeichnungsmedinn, von Bedeutung.
Bisher wurden in allen Fernsehaufzeichnungsgeräten Bildabtastsysteme
verwendet, bei denen die aufgenommenen Spuren nebeneinander angeordnet sind. Diese bekannten Aufzeichnungsgeräte
können ein sich auf spiralförmigem Weg bewegendes
Aufnahmemedium und ein Videofeld pro aufgenommene Spur besitzen. Bei der Herstellung solcher Fernsehaufzeichnungsgeräte
ist es üblich, den Kopftrommeldurchmesser, die Kopftrommel-
oder Kopfgeschwindigkeit und die Bandgeschwindigkeit
jeweils für die gewünschten Aufnahmezwecke auszuwählen. Das Produkt aus Kopf- und Bandgeschwindigkeit und die Bandgeschwindigkeit
sind ein Maß für die günstige Ausnutzung des Bandes. Je kleiner das Produkt ist, umso besser ist die
Ausnutzung. Die imtere Grenze des Verhältnisses von Kopf- und Bandgeschwindigkeit ist durch die kleinste auszunehmende
Wellenlänge bzw. die höchste Frequenz des Eingangssignals festgelegt. Die kleinste Bandgeschwindigkeit wird durch die
kleinste Spurbreite oder den kleinsten Spurabstand bestimmt, welche stark vom geforderten Rauschabstand und der Spurgenauigkeit
des Kopfservosystems abhängen."Wenn das Verhältnis
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von Kopf- und Bandgeschwindigkeit festgelegt ist, wird der Kopftrommeldurchmesser in erster Linie durch das Bildfeldverhältnis
begrenzt, da nur ein Feld auf einer Spur aufgenommen werden soll. Es kann gezeigt werden, daß bei der
Herstellung von FernsehaufZeichnungsgeräten ein Kompromiß
zwischen Frequenzgang, Bandausnutzung, Wirtschaftlichkeit und Gesamtwirkungsweise im Hinblick auf eine Annäherung an
den heutigen Standard der Fernsehtechnik gesucht werden muß. Nach Lösungen, die diesen Kompromiß weitgehend unnötig machen,
wurde lange gesucht.
Bei einem bekannten FernsehaufZeichnungsgerät (z.B. Ampex
VR-I500), das nach den obigen Gesichtspunkten hergestellt wurde, wild, ein 5,08 cm Magnetband mit einer Geschwindigkeit
von etwa 8,9 - 9,4 cm/sec in einem spiralförmigen Gang von 18o° am Kopfsatz vorbeibewegt, der mit einer relativen Umfangsgeschwindigkeit
von 16,25 - 16,5o m/sec rotiert. Der Kopfsatz besteht aus zwei auf einer 'Xrommel angeordneten
Ferritköpfen, die das Band leicht berühren. Die Köpfe liegen auf einem gemeinsamen Durchmesser, der seinerseits in
einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse der Trommel liegt.
Die Bewegung der Köpfe und des Bandes relativ zueinander bewirkt, daß die Information auf einer transversalen Spur
des "Magnetbandes aufgenommen wird, wie Figur 1 A zeigt. Auf
jeder 'Iransversalspur, z.B. Spur 1, ist ein Videoinformationsield
enthalten. Ein Arbeitsfeld besteht aus zweihundertvierzig Zeilen Videoinformation, während ein volles Feld
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262,5 Zeilen Information enthält. Die angrenzende Spur 2
nach Pig. 1 A enthält ebenfalls 262,5 Zeilen Videoinformation und "bildet zusammen mit der Spur 1 ei^,n Bild mit
525 Zeilen oder ein Bild von 48o Arbeitszeilen. In den Figuren 1 A und 1 C ist eine Zeile 4 mit Videoinformation
schematisch als Rechteck dargestellt. Am Beginn jeder Videozeile - in der Figur als kurzes Rechteck 6 dargestellt befindet
sich ein Horizontalsyehronimpuls. Die Darstellung
der Anzahl der Rechtecke ist quantitativ nicht exakt, sondern lediglich illustrativ.
Wie oben dargelegt, beträgt die minimale Bandgeschwindigkeit für annehmbare Ausführung etwa 8,9 cm/sec. Bei dieser
Geschwindigkeit befindet sich der erste Synchronimpuls auf jeder Spur auf der gemeinsamen gestrichelten Bezugslinie 8 (Pig. 1 A) parallel zur gestrichelten Kante 1o
der Videospur.
Bei der beschriebenen Größe überlappt das Videoinformationssignal auf der einen Spur dasjenige auf der angrenzenden
Spur; genauer gesagt entsteht bei Projektion senkrecht zur Spur einer aufgenommenen Videozeile auf die angrenzende
Spur ein Überlappungsintervall (siehe Figuren 1 A und 1 B). Das kann so verstanden werden, als ob ein rotierender Kopf
entweder gewollt oder aufgrund einer falschen Ausrichtung zwischen den beiden Spuren läuft. Daher entsteht eine Interferenz
zwischen den auf angrenzenden Spuren aufgenommenen Informationen, wie in den Figuren 1 A und 1 B dargestellt ibt,
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Dieser Interferenz- oder Kopiereffekt ist dadurch bedingt, daß die Information auf einem Teil der Videozeile verschieden
von der auf einem anderen Teil der Videozeile im nächsten Feld oder der angrenzenden Spur ist. In bezug auf
das Yideofeld ist die den Kopiereffekt hervorrufende Zeile die angrenzende im nachfolgenden Feld.
Die Beziehung zwischen angrenzenden Zeilen ist in Figur 1 B dargestellt, welche eine Vergrößerung eines Teils der
Figur 1 A zeigt. Wenn die Köpfe zwischen Spur 1 und 2 oder über die Spuren bewegt werden, tastet der aktive Kopf das
Videoinfo^rmationssignal 12 und das Synchronsignal 14 gleichzeitig
ab, was einen Verlust an Information oder Synchronisation bedeutet.
Aus den obigen Darlegungen folgt, daß, wenn die aufgenommene Information geeignet angeglichen wird, die Informationen
(und die Synchronimpulse) auf angrenzenden Spuren zusammenfallen, wobei die übertragene Information nur minimal
verschlechtert wird. Eine derartige verbesserte Zuordnung ist schematisch in den Figuren 1 C und 1 D dargestellt.
Der Wirkungsgrad dieser Technik hängt von der Gleichheit angrenzender Zeilen in den beiden Feldern ab, die ein Videobild
darstellen.
- 6 909824/1034
Die Ausrichtung der Videoinformation und der Synchronimpulse
nach Fig. 1 C und 1 D ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Band gestoppt wird und dann vom rotierenden
Kopf abgetastet wird (im Folgenden mit Bewegungsstop-Übertragung bezeichnet). In diesem Fall bewegt sich der Kopf
an einer Vielzahl aufgenommener Spuren vorbei, wobei eine ausreichende Bildqualität beibehalten wird. Das gleiche
Ergebnis erhält man, wenn das Band mit einer Geschwindigkeit läuft, die kleiner als die Aufnahmegeschwindigkeit ist.
(im Folgenden "Übertragung bei langsamem Lauf" genannt).
Die Vorteile im Zusammenhang mit der Ausrichtung der Synchronimpulse
sind in einem Aufsatz von F.T. Backers und J.H.Y/issels
"An Experimental Apparatus for Recording Television Signals on Magnetic Tape" in Philips Technical Review, Vol. 24,
Nr. 3, Seite 81 - 83, 1962 beschrieben.
Daraus ist zu ersehen, daß eine Ausrichtung der Synchronimpulse zwar wünschenswert, jedoch bei den beschriebenen
Konstruktionsprinzipien nicht möglich ist. Die Ausrichtung durch Veränderung des Trommeldurchmessers, der Trommel- und
Bandgeschwindigkeit bei einer Vorrichtung wie die Ampex VR-I500 zu realisieren, würde nämlich bedeuten, dai3 Bandgeschwindigkeiten
von etwa 7,6, 12,7 oder 17,8 cm/see erforderlich
wären. Bei 7,6 cm/sec ist aber der Rauschabstand zu k^ein, während bei 12,7 cm/sec die Bandabnutzung schon zu
groß wäre. BAU OFUGINAL
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Die vorliegende Erfindung geht von der Überlegung aus, daß eine Versetzung der Köpfe als variabler Faktor in
Aufnahmevorrichtungen, insbesondere in Videoaufnahmevorrichtungen große Vorteile bringt. Dadurch werden z.B. andere
Parameter der Vorrichtung so beeinflußt, daß insgesamt eine ausgezeichnete Aufnahme erreicht wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Aufnahmevorrichtung
mit rotierenden Aufnahmeköpfen anzugeben, bei der die aufgenommenen Informationen mit minimalem Kopiereffekt
behaftet sind und bei der eine Pehlstellung eines Aufnahmekopfes
keine wesentliche Störung des Videobildes verursacht. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Aufnahmevorrichtung
und ein Verfahren zur Aufnahme von Informationen anzugeben, bei der eine Übertragung bei langsamer Bewegung
und eine Bewegungsstop-Übertragung unter annehmbaren Bedingungen
möglich ist.
Die Aufnahmevorrichtung, insbesondere zur Aufnahme von Videoinformationen mit einem Aufnahmemedium, vorzugsweise
einem Magnetband, auf dem die Informationen in wenigstens
zwei Transversalspuren aufnehmbar sind, mit einer wenigstens
zwei Wandler tragenden, rotierenden Einrichtung und mit Mitteln zum Transport des Aufnahmemediums dicht an den Wandlern
vorbei, wobei die Geschwindigkeiten des Aufnahmemediums und der Wandler so gewählt sind, daß einerseits eine
minimale Abnutzung des Aufnahmemediums gewährleistet ist
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und daß andererseits Frequenzen von mindestens 1 Megaherz aufnehmbar sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei Wandler
auf der sie tragenden Einrichtung auf verschiedenen Durchmessern dieser Einrichtung angeordnet sind.
Das Verfahren zur Aufnahme von in diskrete Segmente geteilten Informationen mittels wenigstens zwei Wandlern,
insbesondere Aufnahmeköpfen, auf. aneinandergrenzenden Transversalspuren
eines Aufnahmemediums, insbesondere eines Magnetbandes, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmemedium
und die Aufnahmeköpfe mit einer gegebenen Relativgeschwindigkeit zueinander angetrieben werden, daß diskre- „
te Signale zur Aufnahme einer Vielzahl von Spuren auf die Köpfe gegeben werden und daß die Aufnahmeköpfe derart gegeneinander
versetzt sind, daß bei senkrechter Projektion der Informationssegmente aufeinander der Beginn und das
Ende jedes Segmentes auf den aneinandergrenzenden Spuren zusammenfallen.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand
der Figuren, und zwar zeigt:
Figur 1 A und Figur 1 B in bekannter Weise aufgenommene Videospuren;
Figur 1 C und Figur 1 D nach der Erfindung aufgenommene Videospuren;
Video-Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer/Aufnähmevorrich-
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tung gemäß der Erfindung;
Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer Kopftrommel mit
Magnetkopfen gemäß der Erfindung; und Figur 4 eine vergrößerte Ansicht der Anordnung der Köpfe
auf versetzten Durchmessern.
Die Figuren 2 und 3 zeigen einen Teil einer Rotationsaufnahmevorrichtung.
Einzelheiten einer solchen Vorrichtung sind in einer Veröffentlichung der Ampex Corporation
"Ampex VR.-15QO Portable Videotape Recorder", 1963 und in
der am 27. Juni 1963 eingereichten US-Patentanmeldung 291137
beschrieben. In Figur 2 besteht die Bandantriebseinrichtung aus einer Antriebsrolle 1o, die das Band 12 spiralförmig
um 18o um die Wandleranordnung oder Kopftrommel 14 bewegt. Das Band 12 ist auf einer Vorratsspule 16 und auf einer Aufnahmespule
18 aufgebracht, die im allgemeinen unabhängige Antriebsmittel besitzen.
Die Kopftrommel 14 kann in an sich bekannter Weise aus einem rotierenden Kopfsatz bestehen, von dem eine mögliche
Aus führung s i'orm in Kapitel 6 des Buches von Julian L. Burnstein
"Videotape Recording", John F. Rider, Publishing Inc., i960 oder in dem am 17. Dez. 1963 angemeldeten US-Patent
3 114 513 beschrieben ist. Die Kopftrommel 14 besitzt eigene
Antriebsmittel (nicht dargestellt), die durch einen Servomechanismus mit der gesteuerten Antriebswelle 2o verbunden
sind. Die Kopftrommel 14 läuft mit einer bestimmten konstanten
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Geschwindigkeit, während das Band synchron mit dieser läuft.
Die Kopftrommel 14 ist genauer in Figur 3 dargestellt|
sie besteht aus einer Trommel 22 aus Messing oder Aluminium. Auf dieser sind die Wandler 24 und 26 angeordnet. Typische
Wandler sind in der am 17. April 1961 eingereichten US-Patentanmeldung
1o3 424 beschrieben. Die Wandler 24 und 26 bestehen aus Ferrit-und Alfesil -Kernen mit nichtmagnetischen
Spalten. Die auf dem Band 12 aufzunehmenden Signale werden über auf die Kerne gewickelte Spulen angelegt, die
ihrerseits an Bürsten oder rotierenden Übertragern liegen.
Ersichtlich liegen die Wandler 24 und 26 nicht auf den gleichen Durchmessern. Der Wandler 26 ist gegen den Durchmesser,
auf dem der Wandler 24 angebracht ist, versetzt, so daß er mit dem Band 12 zu einer Zeit in Berührung kommt,
bei der die Ausrichtung nach Figur 1 ö und 1 D zustandekommt. Es hat sich gezeigt, daß eine Ümfangsversetzung, die dem
Produkt aus Kopfgeschwindigkeit und der zur Aufnahme oder Übertragung einer halben Videozeile oder einem ungeraden
Vielfachen davon äquivalent ist, für Vorrichtungen wie die Ampex VR-15oo geeignet ist. Dies entspricht bei einem
Trommeldurchmesser von 2o,35 cm einer Winkelversetzung von o,28 Grad. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Abweichung
der Köpfe geometrisch zu berechnen. Die Aufnahmetrommel der Ampex VR-15oo hat einen Umfang, der etwa der
Länge von zwei aufgenommenen Spuren gleich ist. Dieser Umfang
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- 11 -
kann in 625 aufgenommene Zeilen geteilt werden (unter Voraussetzung kontinentaler Fernsehtechnik) und darauf kann
der Kopf um eine halte Teilung bzw. wie gewünscht .versetzt werden. Die genaue Versetzung kann von Vorrichtung zu Vorrichtung
variieren, jedoch bleiben diese Prinzipien der Versetzungsberechnung im wesentlichen gültig.
Die Wandler 24 und 26 können in einer Ebene angeordnet sein, die senkrecht auf der Rotationsachse der Antriebswelle
2o steht. Der Wandler 24 kann so geschaltet werden, daß durch ihn 263 Zeilen auf einer Spur wiedergegeben werden,
während der Wandler 26 so. geschaltet wird, daß durch ihn 262 Zeilen auf der nächsten Spur wiedergegeben werden.
Diese Spuren enthalten eine Vielzahl diskreter Segmente mit einer Videozeile oder anderer entsprechender Informationen.
In einer bestimmten Vorrichtung mit zwei Köpfen und spiral-
förinig laufendem Band, bei der die Köpfe versetzt sind,
ergeben sich folgende Parameter:
Elemente Werte
Trommeldurchmesser 2o,35 cm Versetzung des
Wandlers 26 17'2" (o,28 Grad)
Bandgeschwindigkeit 12,46 cm statischer Winkel
der Bandspirale 7 35' 31!l
dynamischer Winkel
aer. Eandspirale 7W 32' 36'
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- 12 -
Schreibgeschwindigkeit 16,2 m/sec
Breite der Videoinfor mation |
4 | ,25 | cm |
Videospurabstand | O | ,17 | cm |
Frequenz | 5o | Hz |
Bei einer Ampex VR-15oo - Vorrichtung mit diesen Werten
wurden verbesserte Ergebnisse, insbesondere Bewegungsstop-Übertragung und Videobildwie^dergabe bei langsamem Lauf,
erzielt. Jedoch ist die Erfindung auch bei Vorrichtungen mit einer geraden Anzahl τοη Kopfpaaren von wesentlicher
Bedeutung.
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Claims (1)
- Patentansprüche1. Aufnahmevorrichtung, insbesondere zur Aufnahme von Videoinformationen, mit einem Aufnahmemedium, vorzugsweise einem Magnetband, auf dem die Informationen in wenigstens zwei Hransversalspuren aufnehmbar sind mit einer wenigstens zwei Wandler tragenden rotierenden Einrichtung und mit Mitteln zum Transport des Aufnahmemediums dicht an den Wandlern vorbei, wobei die Geschwindigkeiten des Aufnahmemediums und der Wandler so gewählt sind, daß einerseits eine minimale Abnutzung des Aufnahmemediums gewährleistet ist und daß andererseits Frequenzen von mindestens 1 Megaherz aufnehmbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Wandler (24, 26) auf der sie tragenden Einrichtung (14) auf verschiedenen Durchmessern dieser Einrichtung (Η) angeordnet sind.2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Wandler (24, 26) auf der sie tragenden Einrichtung (14) in einer Ebene angeordnet sind.5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Durchmesserversetzung der Wandler so vorgenommen ist, daß durch die damit erhaltene Lage der Synchronimpulse relativ zu den aufgenommenen Informationen ein minimaler Kopiereffekt erreicht wird.A. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Durchmesserversetzung der .J Λ C 34Wandler (24, 26) so vorgenommen ist, daß diese Versetzung dem Produkt aus Wandlergeschwindigkeit und der zur Aufn ahme eines Teils einer Videozeile erforderlichen Zeit gleich ist.5. Verfahren zur Aufnahme von in diskrete Segmente geteilten Informationen mittels wenigstens zwei Wandlern, insbesondere Aufnahmeköpfen, auf aneinandergrenzenden Transversalspuren eines Aufnahmemediums, insbesondere eines Magnetbandes, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmemedium (12) und die Aufnahmeköpfe (24, 26) mit einer gegebenen Relativgeschwindigkeit zueinander angetrieben werden, daß diskrete Signale auf die Aufnahmeköpfe (24, 26) gegeben v/erden und daß bei senkrechter Projektion der Informationssegmente aufeinander der Beginn und das Ende jedes Segmentes auf den aneinandergrenzenden Spuren zusammenfallen.808824/1034
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