DE1954955A1 - Verfahren zur Aufzeichnung von Videosignalen - Google Patents

Description

6922-69/Kö/S

KCA 56544Α
Convention Date:
November 1, 1968

RGA Corporation, New York, N.Y., V,St.A.

Verfahren zur Aufzeichnung von Videosignalen

(Zusatz zur Patentanmeldung P 15 62 192.8-31)

Die Erfindung befaßt sich mit der Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen. Sie "betrifft insbesondere ein Verfahren zur Aufzeichnung von Schwarzweiß- und JParbf erns ehsignal en in
einer einzigen Aufzeichnungsspur eines Magnetbandes.

Bekanntlich ist bei der magnetischen Aufzeichnung die Eindringtiefe der Aufzeichnung im magnetischen Aufzeichnungsträger durch die Größe der Vormagnetisierung und die Spaltlänge des
aufzeichnungskopfes bestimmt. Bei verhältnismäßig starker Vormagnetisierung und großer Spaltlänge ist die Eindringtiefe verhältnismäßig groß, während sie im umgekehrten Fall kleiner ist.

iiiS wurde bereits vorgeschlagen, die Aufzeichnung von zwei
oder mehr informationsverknüpften Signalen, d.h. Signalen, die
nicht voneinander unabhängig sind und nicht getrennt gehalten
werden massen, beispielsweise eines in zwei Komponenten zerlegten Tonsignals mit entsprechenden !Frequenzbändern relativ langer und kurzer Wellenlängen, dadurch zu optimalisieren, daß die
signale in einer einzigen Spur eines Magnetbandes mittels der
i-iehrspalttechnik aufgezeichnet werden ("USA-Patentschrift

009844/1565

3 012 104, USA-Patentschrift 3 070 670 sowie die Arbeit von D. F. Eldridge und E. D. Daniel in der Zeitschrift "I.R.E. Transactions on Audio", Mai/Juni 1962, Seiten 72-78).

Diese "bekannten Vorschläge lösen jedoch nicht die Probleme hinsichtlich einer originalgetreuen Aufnahme und Wiedergabe in· dem Falle, daß in einer einzigen Spur eines Magnetbandes zwei oder mehr zeitlich verknüpfte Signale, d.h. Signale, die eine bestimmte, beizubehaltende zeitliche Beziehung aufweisen, bei denen jedoch der Informationsinhalt unabhängig ist und getrennt gehalten werden muß, beispielsweise die Schwarzweißinformation (Leucht dichteinformation) und Farbinformarion (Farbartinformation) oder die Leuchtdichte und Toninformation eines Fernsehsignals, aufgezeichnet werden sollen.

Speziell bei der Aufzeichnung von Farbf ernsehsignalexi ergeben sich Probleme wie die Entstehung von Schwebungsfrequenzen infolge der Wechselwirkung zwischen den verhältnismäßig hohen beteiligten Frequenzen sowie die Überschneidung der Leuchtdichte- und Farbartsignälbänder bei der Wiedergabe.

Bisher wurde bei der Aufzeichnung von Farbfernsehsignalen auf Magnetband bei praktikabler Bandgeschwindigkeit mit zwei oder mehr getrennten Bandspuren gearbeitet, wobei die Schwarzweißinformation in einer und die Farbinformation in einer weiteren, hierzu parallelen Spur aufgezeichnet wurde. Nachteilig ist dabei, daß zwei oder mehr getrennte Spuren benötigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Signal/Hauschverhältnis bei der Aufzeichnung und Wiedergabe sowohl der Leuchtdichte- als auch der Farbartkomponenten eines Parbfernsehsignals mittels einer einzigen Spur eines Magnetbandes zu verbessern so.-» wie die Möglichkeit der Wechselwirkung und Erzeugung von Schwebungsfrequenzen zwischen Leuchtdichte- und Farbartkomponenten bei der Aufzeichnung und Wiedergabe möglichst weitgehend auszuschalten.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung gemäß dem Hauptpatent wird das aufzuzeichnende Farbfernsehsignal in seine Leucht-

009844/1565

_ 3 —

dichte-CSchwarzweiß-) und Farbartkomponenten zerlegt. Die Farbartkomponente kann dabei, wie allgemein üblich, aus drei Farbdifferenzsignal en, z.B. den Signalen R-Y, B-X und G-Y bestehen. Mit zwei dieser Differenzsignale werden zwei getrennte Träger unterschiedlicher Frequenz frequenzmoduliert, die dann zusammenaddiert und einem von zwei magnetisch isolierten Aufzeichnungsköpfen, die nacheinander die gleiche Spur eines Magnetbandes abtasten, zugeführt werden. Die Spaltlänge dieses ersten Kopfes ist groß gegenüber der Spaltlänge des zweiten Kopfes, und die Amplitude des zugeführten Signals ist so bemessen, daß es tief in die Magnetschicht des Bandes eingeschrieben wird. Mit der Leuchtdichtekomponente wird ein weiterer Träger, dessen Frequenz wesentlich höher ist als die Frequenz des Farbartträgers, frequenzmoduliert, und dieser frequenzmodulierte Träger wird dem zweiten Magnetkopf mit der kleineren Spaltlänge zugeführt. Die Spaltlänge des zweiten Kopfes und die Amplitude des Leuchtdiclrteträgers sind so bemessen, daß der Leuchtdichteträger im wesentlichen nur im Oberflächenbereich der Iuagnetschicht des Bandes sowie in der gleichen Spur wie die zuvor aufgezeichneten Farbartträger aufgezeichnet wird.

Im Wiedergabeteil der-erfindungsgesiäßen Einrichtung nach dem Hauptpatent werden die beiden magnetisch isolierten Aufzeichnungs köpfe zum Abspielen der entsprechenden aufgezeichneten Signale verwendet, wobei der erste Kopf die Farbartträger und der zweite Kopf die Leuchtdichteträger abspielt. Die Ausgangssignale der beiden Lagnetköpfe werden nach Verstärjning geeigneten FIil-Demodulatoren zur Wiedergewinnung der Farbart- und der Leuchtdichteinformation in bekannter Weise zugeführt. Die Leuchtdichte- und die Farbartkomponenten können dann vereinigt oder getrennt je nach Wunsch einer Sendeanlage oder einem iernsehkontrollempfanger zugeleitet werden.

In Einrichtungen gemäß dem Stand der Technik, bei welchen die Farbartkomponente in einer und die Leuchtdichtekomponente in einer anderen Bandspur aufgezeichnet werden, erfolgt die Aufzeichnung beider Komponenten im wesentlichen nur im Eei^eich der Oberflächenschicht des Bandes. Kimmt man an, daß sowohl die iarbartals auch die Leuchtdichtekoicponenre bei der Aufzeichnung

009844/156$

BAD

in. den getrennten Bandspuren ein. zufriedenstellendes Signal/ Rauschverhältnis aufweisen, so ergibt sich ΐ>βί wiederholtem Bandlauf über die Wiedergabeköpfe eine allmähliche Abnützung oder Abtragung des Oberflächenbereichs der Bandschicht, so daß sich das Signal/Rauschverhältnis sowohl der Farbart- als auch der Leuchtdichtekomponente, die in diesem Schichtbereich aufgezeichnet sind, verschlechtert. Man kann also das Band mit der Aufzeichnung nur eine beschränkte Anzahl von Malen abspielen, ohne daß die Wiedergabequalität untragbar schlecht wird.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung gemäß dem Hauptpatent wird die Leuchtdichtekomponente lediglich im Oberflächenbereich der Bandschicht aufgezeichnet, so daß sich das Signal/Rauschverhältnis dieser Komponente infolge des BandVerschleißes bei der Wiedergabe in der gleichen Weise verschlechtert wie bei den genannten Einrichtungen gemäß dem Stand der Technik.

Da jedoch die Färbartkomponenten im wesentlichen über die gesamte Dicke der Bandschicht aufgezeichnet werden, hat ein bei wiederholtem Abspielen des Bandes sich ergebender Bandverschleiß, der ausreicht, um das Signal/Rauschverhältnis der Leuchtdichtekomponente untragbar schlecht zu machen, keinerlei Verschlechterung des Signal/Rauschverhältnisses der Färbartkomponenteη zur Folge. Bei Verschleiß, oder Abtragung der Bandoberflächenschicht befindet sich der die aufgezeichneten Färbartkomponenten enthaltende Teil oder Bereich der Bandschicht dichter bei den Wiedergabeköpfen, und das oignal/Rauschverhältnis oder der Störabstand der abgespielten Farbartkomponenten vergrößert sich sogar. Wenn dagegen die Verschlechterung des Signal/Rauschverhältnisses der Leuchtdichtekomponente die Folge einer Magnetisierung der Magnetköpfe oder einer räumlichen Verzerrung der Bandoberflächenschicht aufgrund von Druckpoliereffekten zwischen Kopf und Band ist, bleibt das Signal/Rauschverhältnis der Farbartkomponente im wesentlichen das gleiche. Es ergibt sich also, daß in den oben genannten Fällen das Signal/Rauschverhältnis der Farbartkomponente oder -komponenten entweder gleich bleibt oder verbessert wird. Dies bedeutet, daii im Vergleich zu den vorbekannten Einrichtungen das Eand bei immer noch einwandfreier Wiedergabequalität erheblich öfter abgespielt werden kann.

009844/1565

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Aufzeichnung zweier getrennter Signale mit langwelligem "bzw. kurzwelligem Frequenzinhalt auf Magnetband, bei welchem das langwellige Signal im wesentlichen in die Tiefe der Magnetschicht des Bandes sowie in einer Bandspur aufgezeichnet und dann das kurzwellige Signal in den Oberflächenbereich der Magnetschicht aufgezeichnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnung des kurzwelligen Signals teilweise in dem an die Bandspur angrenzenden Magnetschichtbereich und teilweise über dem in der Bandspur aufgezeichneten langwelligen Signal erfolgt.

In den Zeichnungen zeigen:

Figur "la und 1b das Blockschaltschema einer Einrichtung zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Farbfernsehsignalen gemäß dem Hauptpatent;

Pigur 2 in schematischer Vorderansicht einen Doppelspalt-Aufnahme/Wiedergabekopf zur Verwendung in der Einrichtung nach ifigur 1a und 1b;

Figur 3 eine schematische Draufsicht des Kopfes nach Figur 2;'

Figur 4a und 4b das Blockschaltschema einer anderen Ausführungsform der Einrichtung gemäß dem Hauptpatent;

Figur 5a, 5b und 5c schematische Darstellungen von Signalverläufen bzw. eines Magnetbandstückes mit abtastenden Magnetköpfen;

Figur 6 eine schematische Darstellung eines Magnetbandstückes mit Andeutung mehrerer Aufzeichnungsspuren und dazwischen vorgesehenen Sicherheitsstreifen; und

Figur 7 eine schematische Darstellung des Bands'tückes nach Figur 6 mit Veranschaulichung der gegenseitigen/Überlappung und seibwärtigen Verschiebung zweier erfindungsgemäß aufgezeichneter Signale.

Bei der in Figur 6yünd 7 veranschaulichten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Anwendung auf ein Aufzeichnungsgerät mit Schraubenlinienabtastung wird pro Umlauf der Magnet-

009844/1565

BAD

köpfe ein Teilbild bzw. Halbbild aufgezeichnet.

Der Abstand zwischen dem. in Bandlaufrichtung hinteren und dem vorderen Kopfspalt entspricht der für die Aufzeichnung einer HorizontalζeiIe des Fernsehsignals erforderlichen Zeit. Bei einer Relativgeschwindigkeit zwischen Band und Kopf von ungefähr 25,4- m/sec (1GOC Zoll pro Sekunde) beträgt der Abstand zwischen den Magnetkopf spalten ungefähr 1,6 mm (63,5 Microinch). Durch Bemessung des Abstands zwischen den beiden Magnetköpfen auf eine einer aufgezeichneten Horizontalzeile (oder einer ganzzahligen Anzahl von Horizontalzeilen) entsprechende Strecke erreicht man, daß die Auflösung der den Synchronisierimpulskomponenten entsprechenden unteren Seitenbänder des leuchtdichtemodulierten Trägers durch den vorderen Kopf 10 gleichzeitig mit der Auflösung des die Synchronisierimpulsinformation einer anderen Horizontalzeile enthaltenden leuchtdichtemodulierten Trägers durch den hinteren Kopf 12 erfolgt, so daß die Störung, die sich aus der Auflösung der Synchronisierimpulsinformation durch den vorderen Kopf ergibt, im wiedergegebenen Bild nicht in Erscheinung tritt.

Die Magnetköpfe 10 und 12 (Figur 1) können um ein kleines Stück seitwärts voneinander versetzt angeordnet sein, so daß der vordere Kopf die vom hinteren Kopf abgetastete Aufzeichnungsspur teilweise überlappt oder übergreift.

Die Information wird an jeder Stelle des Bandes zuerst durch den vorderen und dann durch den hinteren Kopf aufgezeichnet.

Zu beachten ist, daß bei der Einrichtung nach dem Hauptpatent die einzige Aufzeichnungsspur, die nacheinander von den beiden Magnetköpfen mit verschiedener Schichttiefe beschrieben wird, weder breiter noch schmaler zu sein braucht, als wenn wie bei den Einrichtungen gemäß dem Stand der Technik die Farbsignale und die Leuchtdichtesignale jeweils in getrennten Bandspuren aufgezeichnet würden. Somit ist die Breite des zwischen zwei aufeinanderfolgenden Informationsaufzeichnungsspuren erforderlichen Sicherheitsstreifens bei der erfindungsgemäßen Einrichtung die gleiche wie die Breite des zwischen zwei gleichzeitig abgetasteten Aufzeichnungsspuren erforderlichen Schutzstreifens bei den vorbekannten

009844/15S5

Einrichtungen. Es können also "bei der erfindungsgemäßen Einrichtung sowohl die Färb- als auch die Leuchtdichtesignale in der gleichen Bandlänge aufgezeichnet werden, die bei den vorbekannten Einrichtungen für lediglich eines der beiden Signale» nämlich entweder das Farbsignal oder das Leuchtdichtesignal benötigt wird.

Ein Faktor, der bei jedem Bandgerät bei der Bemessung der Breite des Schutzstreifens berücksichtigt werden muß, ist natürlich der Spurungs- oder Spurfolgefehler im Abtastmechanismus des Geräts, d.h. die Fähigkeit der Magnetköpfe, bei der Wiedergabe diejenigen Spuren einzuhalten, denen sie bei der Aufnahme gefolgt sind. Für ein Bandgerät mit einer Bandspurbreite von 0,18 mm (7»0 Mil) wurde gefunden, daß ein Sicherheitsstreifen mit einer Breite von 0,05 nun (2,0 Mil) eine ausreichende Isolation zwischen den benachbarten Bandspuren ergibt, vorausgesetzt, daß das verwendete Bandgerät wirtschaftlich praktikable Herstellungs- und Konstruktionstoleranzen aufweist. Es sei daher im folgenden vorausgesetzt, daß die Bandspuren jeweils ungefähr 0,18 mm breit sind und der Sicherheitsstreifen zwischen den Bandspuren eine Breite von ungefähr 0,05 nun hat, so daß der Abstand zwischen den Spurmitten zweier benachbarter Bandspuren jeweils ungefähr 0,25 mm (9,0 Mil) beträgt.

Figur 6 zeigt ein Magnetbandstück mit verschiedenen Aufzeichnungsspuren und den dazugehörigen Sicherheitsstreifen, während in Figur 7 zwei auf dem Bandstück aufgezeichnete, unabhängige Signale dargestellt sind. Natürlich bildet die Magnetschicht des Bandes in Wirklichkeit eine durchlaufende Fläche, während die Darstellung der diskreten Spuren und Sicherheitsstreifen in Figur 6 und 7 lediglich dazu dient, die Lage der beiden Magnetkopf e 10 und 12 in bezug auf das darüberlaufende Band 18 zu markieren. Es wurde gefunden, daß bei einer gegebenen. Aufzeichnungeeinrichtung mit schichtiger Aufzeichnung der oben beschriebenen Art das Signal/Rauschverhältnis des aufgezeichneten farbmodulierten Trägers (im folgenden als ''erstes Signal" bezeichnet) dadurch verbessert werden kann, daß man den in Bandlaufrichtung vorderen, d.h. das Band zuerst erfassenden Kopf relativ zum

009844/1565

hinteren Kopf und zum vorbeilaufenden Band derartig versetzt oder verschoben anordnet, daß der vordere Kopf teilweise in zwei benachbarten Spuren, die nacheinander vom hinteren Kopf abgetastet werden, sowie im Sicherheitsstreifen zwischen den beiden Nachbarspuren aufzeichnet. Beispielsweise ist in Figur 7 angedeutet, daß ein erstes Signal 110 vom vorderen Kopf 10 gleichzeitig entlang eines ungefähr 0,06 mm (2 1/2 Mil) breiten Streifens der Spur A, eines 0,06 mm breiten Streifens der Nachbarspur B und des 0,05 ^ breiten Sicherheitsstreifens b zwischen diesen beiden Spuren, und zwar mit großer Eindringtiefe in die Magnetschicht des Bandes 18, aufgezeichnet wird. Die sequentielle Aufzeichnung des ersten Signals 110 erfolgt dann weiter längs des 0,18 mm breiten Streifens, der durch Teile der Spuren B und G und den Sicherheitsstreifen c zwischen diesen Spuren,'.sowie durch die Spuren C und D und den Sicherheit.sstreifen d gebildet wird, und so fort. Der leuchtdichtemodulierte Träger 112 (im folgenden als "zweites Signal" bezeichnet) wird durch den zweiten oder hinteren Kopf 12 im wesentlichen entlang der vollen Breite der Spur B und im wesentlichen nur im Oberflächenbereich der Magnetschicht des Bandes 18, dann sequentiell entlang der vollen Breite der Spuren G, D und so fort aufgezeichnet. Während also an sich bei der schichtigen Aufzeichnung das erste Signal entlang der vollen Breite derjenigen Spur, in der ein dazugehöriges zweites Signal aufgezeichnet wird, aufgezeichnet werden kann, ergibt die Verschiebung des ersten Signals in den zuvor ungenutzten Bereich des Sicherheitsstreifens eine Verbesserung des Signal/Rauschverhält-

Lösch nisses des ersten Signals, indem die ungseffekte, die durch den zweiten oder hinteren Magnetkopf während der Aufzeichnung des zweiten Signals im Oberflächenschichtbereich über dem vom ersten Kopf aufgezeichneten Signal verursacht werden, zu einem gewissen Teil entfallen. Da die beiden Signale jeweils in verschiedenen Tiefenbereichen der Magnetschicht aufgezeichnet werden, wird durch die Verschiebung der beiden Aufzeichnungen die Wirksamkeit der Sicherheitsstreifen zwischen den benachbarten Spuren hinsichtlich der magnetischen Isolierung der in diesen Spuren aufgezeichneten Information nicht beeinträchtigt. Vielmehr verbleibt nach wie vor jeweils ein Sicherheitsstreifen zwischen zwei 0,18 mm breiten

0098U/1565

Nachbarspuren sowohl beim ersten Signal als auch beim zweiten Signal.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß man das erste Signal gleichzeitig entlang eines 0,13 mm (5 Mil) breiten Streifens der Spur A und des 0,05 mm breiten Sicherheitsstreifens und das zweite Signal entlang der vollen Breite der Spur A aufzeichnet, so daß wiederum der Sicherheitsstreifenbereich zwischen den Nachbarspuren ausgenützt wird, um die durch die Aufzeichnung des zweiten Signals über dem ersten Signal verursachte Löschwirkung auf das erste Signal zu verringern. Auch andere geeignete ¥erschiebungsverhältnisse für die erfindungsgemäße schichtige Aufzeichnung zweier Signale sind möglich.

Claims (2)

1S54955

Pat ent an Sprüche

1 λ Verfahren zur Aufzeichnung von zwei getrennten Signalen mit langwelligem bzw. kurzwelligem ffrequenzinhalt auf einem Magnetband, bei welchem das langwellige Signal im wesentlichen in die Tiefe der Magnetschicht des Bandes sowie in einer Bandspur aufgezeichnet wird und anschließend das kurzwellige Signal im wesentlichen im Oberflächenbereich der Magnetschicht aufgezeichnet wird, nach Patentanmeldung P 15 62 192.8-31, d a d u r eh gekennzeichnet > daß die letztgenannte Aufzeichnung teilweise in einem an die Bandspur angrenzenden Bereich der Magnet schicht und teilweise über den in der Bandspur aufgezeichneten langwelligen Signalen erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das langwellige Signal sequentiell in einer ersten Gruppe von parallelen Bandspuren, die Jeweils durch einen Sicherheitsstreifen getrennt sind, aufgezeichnet wird und anschließend das kurzwellige Signal sequentiell in einer zweiten Gruppe von parallelen Bandspuren aufgezeichnet wird, dadurch geken η ze i c h η e t , daß die einzelnen Spuren der zweiten Gruppe jeweils verschiedene (Beile zweier Nachbarspuren der ersten Gruppe und des dazugehörigen Sicherheitsstreif ens umfassen, und daß auch die einzelnen ■-.;. Spuren der zweiten Gruppe jeweils durch einen Sieherheitsstreifen getrennt sind.

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e η n*- z, e i c h η e t „ daß die Breite der einzelnen Spuren der ersten, und der zweiten Gruppe im. wesentlichen gleich, ist.

00984Λ/1565