DE2104622A1

DE2104622A1 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Synchronisation von Signalen

Info

Publication number: DE2104622A1
Application number: DE19712104622
Authority: DE
Inventors: Harold Victor PaIo Alton Garagnon Gary Barger Redwood City Cahf Clark (V St A) P
Original assignee: Ampex Corp
Current assignee: Ampex Corp
Priority date: 1970-02-16
Filing date: 1971-02-01
Publication date: 1972-08-24
Also published as: DE2104622C3; US3643012A; DE2104622B2; JPS5125722B1; BE762894A; GB1292779A; FR2080434A5

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. RWeickmann,

Dipl.-Ing, H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. R A-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

DXIIIBM ⁸ MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820 . MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

Ampex Corporation, 401 Broadway, Redwood City, USiL

Calif. 94063

Verfahren und Schaltungsanordnung zur Synchronisation von Signalen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Synchronisation von Signalen« insbesondere zur Synchronisation der Folgefrequenz und der Phase von Video-Signal-Bildinformation mit einem Bezugssignal oder einem anderen Videosignal. |

Bei der Wiedergabe von auf einem Videoband aufgezeichneten Videosignalen wird eine Vielzahl von komplizierten Regel- und Rückkoppelanordnungen verwendet, um die Folgefrequenz des wiedergegebenen Videosignals zu einzuregeln, daß sie mit einem anderen Videosignal synchronisiert ist· Generell wird dies durch Anordnungen erreioh.t, welche das wiedergegebene Videosignal und das andere Videosignal mit einem gemeinsamen Bezugs-Zeittaktsignal synchronisieren, das einem Standard-Videosignal entsprechende Synchronimpulse aufweist.

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IM diesen Synchronisationsvorgang zu erleichtern, wird gewöhnlich mit dem Videoinformationssignal ein Regelspursignal aufgezeichnet, das sich aus einer der Rotationsgeschwindigkeit ron rotierenden Hagnetköpfen entsprechenden Signalinformation und einer den Video— bildsignalen (Vertikalsynchronisation) entsprechenden Impulsinformation zusammensetzt· Bei einer exemplarischen Anordnung dieser Art werden die Phasendifferenzen zwischen der Regelspur-Bild-Impulsfolgefrequenz und der entsprechenden Bezugs-Bild-Impulsfolgefrequenz bei Wiedergabe des Videosignals festgestellt und auf der Basis der Biasendifferenzmessung ein Fehlersignal erzeugt, das zur Einrege lung der Wieder gasgeschwindigkeit des [Dransportmechanismus dient, um die gewünschte Synchronisation zu erhalten· Da die Bild- bzw· Vertika!synchroη-SignaIe in bezug auf die übrigen Signale mit der kleinsten Folgefrequenz auftreten, ist es notwendig, zunächst eine als BiIdlageeinstellung bezeichnete Bildynchronieation herbeizuführen, bevor eine feinere Synchronisation der höherfrequenten Signalkomponenten durchgeführt wird» Aufgrund der Wirkungsweise der genannten bekannten Anordnungen erfolgt jeder Synchronisationsvorgang grundsätzlich mit der den zu synchronisierenden Signalkomponenten gleichen Informationsfolgefrequenz· Daher erfolgt die Bildsynchronisation alt der Bild-Impulsfolgefrequenz; nach der Durchführung dieser Synchronisation werden die höherfrequenten Komponenten synchronisiert· Als ein Beispiel für die verschiedenen vorkommenden Folgefrequenzen sei angegeben, daß die Vertikalsynchronimpulse mit einer Frequenz von 30 Hz auftreten, während das Regelspur-Kopftrommel-Synchronsignal eine Frequenz von

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200 Hz besitzt»

Obwohl Anordnungen der vorgenannten Art für viele Anwendungsfälle ausreichend gut arbeiten, ist es dennoch, wünschenswert, die Betriebsgeschwindigkeit und -zuverlässigkeit von Wiedergabe-Synchronisationsanordnungen für Videobandgeräte zu verbessern, um einen höheren Grad an Bildstabilität für moderne hochqualitative Fernsehsendungen zu erhalten.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung anzugeben, womit die Videobilder eines voraufgezeichneten, wiedergegebenen Videosignals im Vergleich zum bekannten in kürzerer Zeit und mit einem höheren Grad an Zuverlässigkeit mit einem Bezugssignal in Synchronismus zu bringen sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die auf einen Impuls kleiner Impulsfolgefrequenz eines ersten Signals folgenden Impulse großer Impulsfolgefre- J quenz gezählt werden,daß die auf einen Impuls kleiner Impulsfolgefrequenz eines zweiten Signals folgenden Impulse großer Impulsfolgefrequenz gezählt werden, daß kontinuierlich eine dieser Zählungen von der anderen subtrahiert wird und daß die Impulsfolgefrequenz wenigstens eines der Signale als Funktion der durch die Subtraktion gewonnenen Differenz so eingeregelt wird, daß die Differenz aus den Zählungen sich einem vorgegebenen Wert nähert, welcher einem gewünschten Phasenzusammenhang zwischen den Impulsen kleiner Impulsfolgefrequenz des ersten und zweiten Signals entspricht·

In Weiterbildung der Erfindung ist eine Schaltungs-

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anordnung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

einen ersten Zähler zur Aufnahme eines ersten Signals sowie zur Zählung der auf jeden Impuls kleiner Impulsfolgefrequenz des ersten Signals folgenden Impulse großer Impulsfolgefrequenz, einen zweiten Zähler zur Aufnahme eines zweiten Signals sowie zur Zählung der auf jedem Impuls kleiner Impulsfolgefrequenz des zweiten Signals folgenden Impulse großer Impulsfolgefrequenz, eine an den ersten und zweiten Zähler angekoppelte Subtraktionsst/ufe zur Erzeugung eines der Augenblicksdifferenz der Zählung entsprechenden Signals, und eine an die Subtraktionsstufe angekoppelte Impulsfolgefrequenz-Regelschaltung zur Einregelung der Impulsfolgefrequenz wenigstens eines der beiden Signale als Punktion des Ausgangssignals der Subtraktionsstufe zwecks Einstellung eines gewünschten Ehasenzusammenhangs zwischen den Impulsen kleiner Impulsfolgefrequenz·

In Ausbildung der Erfindung dient ein Fehlersignal zur Synchronisation eines wiedergegebenen Videosignals mit einem Bezugssignal als Funktion eines aus einer Standard-Regelspur höherfrequenten Signals. Speziell werden digitale Zählungen aus der Anzahl der Perioden der höherfrequenten Information der Regelspur und der auf die entsprechenden Bildsynchroniempulse folgenden Bezugssignale gewonnen· Die digitale Zählung repräsentiert in jedem Fall die Zeitdauer, welche seit dem entsprechenden vorhergehenden Vertikalsynchronimpuls rerstrichen ist· Die Beeugs- and Regelspurzählungen werden kontinuierlich durch eine digitale Subtraktionsstufe subtrahiert, um ein digitales DIf-

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ferenzsignal zu erzeugen, das dem Phasenfehler zwischen den Bildimpulsen des wiedergegebenen Signals and den Bezugsbildimpulsen entspricht· Dieses digitale Differenzsignal wird dann mittels eines Digital-Anatogkonverters in ein analoges fehlersignal überführt, das in einer Servoschaltung des Bandtransports dazu dient, die Wiedergabe-Folgefrequenz des Videosignals zu einzuregeln, dad eine schnelle Bildsynchronisation erreicht wird. Sa das zur Regelung der Video-Wiedergabe- λ folgefrequenz rerwendete Eehlersignal τοη der höherfrequenten EegeIspurinformatton abgeleitet wird, wird die Bildlageeinstellung gegenüber Anordnungen, welche eine Korrektur auf der Basis der niederfrequenteren Bild- bzw· Vertikaleynchron-IiipulsiniQrmation durchführen, wesentlich schneller erreicht·

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben «loh aus der nachfolgenden Beschreibung τοη Ausfuhr ungsbeiepielen anhand der Figuren.

Es zeigt:

71g· 1 ein generell·« BiookachaItbild einer Signal-Synehronisationeeohaltungeanordnung geaaS der Erfindung, welches sich für ein Videobandab-■piel-Transporteystem eignet;

Fig· 2 eine graphische Sarstellung τοη T«rsohied«nen Signalen und SchaItzuständen, welche in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 wahrend eines Synchronisationsvorgange auftreten; und

Fig. 3 ein detailliertes Blockschaltbild von ein

eher bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendeten Komponenten.

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Anband von fig. 1 wird die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem Bildsynchronisations-Servosystem zur Wiedergabe von vorbespielten Videobändern erläutert. Zu diesem Zweck liefert ein Bandtransport-Wiedergabesystem 11, das ein nicht näher dargestelltes Bandtransport-Servosystem enthält, ein Video-Wiedergabesignal an einem Ausgang 12 sowie ein Wiedergabe-Begelspursignal auf einer Leitung 15· Das Regelspursignal setzt sich in an sich bekannter Weise aus wenigstens zwei grundsätzlichen Signa !komponenten zusammen. Dabei handelt es sich einmal um ein hochfrequenteres Signal, das der Rotationegeschwindigkeit einer rotierenden !Trommel mit magnetischen Aufzeichnungs-· und Wiedergabeköpfen des !Transporte, und zum anderen um ein niederfrequenteres Signal, das der Zeittaktfolgefrequenz der Bildsynchronimpulee des Videosignals entspricht. Anstelle der Erzeugung der vertikalen BiIdimpulse aus einem getrennt aufgezeichneten und wiedergegebenen äegelspursignal können die Vertikalbildimpulee auch direkt au· dem wiedergegebenen Videosignal abgeleitet werden· Beispiele dafür sind in den US-Patentschrift 3 Hl 065 und 3 097 267 beschrieben.

Die hochfrequenten und niederfrequenten Komponenten werden, wie in fig· I schematisch dargestellt, voneinander getrenntt wobei eiöh die Leitung 13 in eine Leitung 14 für das hochfrequente periodische Zeittakteignal und ein eine Leitung 16 für die niederfrequenten Bildeignale verzweigt. Da das Regelspursignal ein Mafl für die Augenblicks-Folgefrequenz ist, mit der das am Ausgang 12 auftretende Videosignal wiedergegeben wird, wird die gewünschte oder geforderte Folgefrequenz dieses Signals durch ein extern erzeugtes Bezugesignal repräsentiert, das ebenso wie

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das Regelspursignal sowohl hochfrequente Zeittakt-Informationssignale, welche dem hochfrequenten Regelspursignal entsprechen, als auch niederfrequente Zeittaktsignale, welche der Bildfolgefrequenz entsprechen, umfaßt· Diese beiden Komponenten des Bezugssignals, werden, wie in Fig· 1 dargestellt ist, auf eine Leitung 17 bzw. 18 gegeben· Diese auf die Leitungen 17 und 18 gegebenen hochfrequenten und niederfrequenten Bezugssignale können durch einen mittels eines Kirstalls ^ oder auf andere Weise stabilisierten Bezugssignalgenerator 19 erzeugt oder aus einem anderen Videosignal abgeleitet werden. Ist das durch das System 11 gelieferte wiedergegebene Signal einmal richtig auf das Bezugssignal vom Generator 19 synchronisiert, so sind notwendigerweise auch andere vom Generator 19 geregelte Videosignale entsprechend auf das Video-Ausgangssignal des Bandtransport-Wiedergabesystems 11 synchronisiert.

Erfindungsgemäß ist nun eine Maßnahme zur schnellen Synchronisation der niederfrequenten Bildsynchronsignde der Regelspur und der entsprechenden Komponenten des \

Bezugssignals vorgesehen. Speziell nimmt ein erster Zähler 21 die vom Bezugssignalgenerator 19 auf die Leitungen 17 und 18 gelieferte hochfrequente und niederfrequente Synchroninformation auf. Als Punktion des-

liefert

sen/der Zähler 21 ein digitales Zählwort an einer Ausgangsverbindung 22. Dieses digitale Zählwort repräsentiert die Anzahl der vom Generator 19 aufgenommenen hochfrequenten Zeittaktsignale, welche auf jedes niederfreqente Zeittaktsignal,das heißt auf jedes dem Bezugs-Bildsynchronimpuls entsprechende Signal folgen. Eine zweite, einen Versetzungezähler 23 und einen

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Zähler 24 für die hochfrequenten Regel ep arimpulse umfassende Zählanordnung ist dazu vorgesehen, ein binäres Wort einzuspeichern, das der Anzahl der hochfrequenten Zeittaktsignale entspricht, welche nach jedem niederfrequenten Regelspursignal, nämlich dem Bildsynchronimpuls des Videoausgangssignals, auftreten· An einer Auegangsverbindung 26 des Zählers 24 tritt ein digitales Wort auf, das der in diesen Zähler eingespeicherten Augenblickszählung entspricht· Der Versetzungszähler 23 mit der zum Zähler 24 führenden Ausgangsverbindung 27 ermöglicht, daß der Zähler 24 fortlaufend hochfrequente Informationezählungen nach dem nächsten Regelspur-Bildsynchronimpuls einspeichern kann, ohne daß Zählinformation verloren geht· Dieser Sachverhalt wird im folgenden noch genauer erläutert.

Die an den Verbindungen 22 und 26 auftretenden digitalen WoxtausgangBsignale werden mittels einer digitalen Subtraktionsstufe abgezogen, so daß an einer Auegangsverbindung '29 dieser Subtraktionsstufe ein digitales Differenzwort entsteht, das in jedem gegebenen Zeitpunkt die Ehasentrennung zwischen den Regelepur-BiIdimpulsen und den Bezugsbildimpulsen repräsentiert· Da das so gewonnene Differenzsignal nicht mit der Bildsynchron-Impulsf ο lgefrequenz, sondern mit der relativ hohen Informations-Jmpulefolgefrequenz erzeugt wird, nimmt dieses Vort einen Wert an, welcher genau den Augenblicks-Bildlageeinstellunge-Fehler am oder nahe am Start angibt. Das Differenzwort spricht daher schneller auf Phaaenabweiohungen zwischen den Regelspursignalen und denBesugs-Bildaynohroneignaltn an· Ein auf das binäre Differenswort an der Auegangeverbindung 29 ansprechender digitaler Analogkonverter

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liefert auf eine Leitung 32 ein Analogsignal, dessen veränderliche Amplitude die Zähldifferenz angibt. Das Signal auf der Leitung 32 wird zur Erzeugung eines fehlersignals auf das Bandtransport-Wiedergabesystem 11 gegeben, wobei durch dieses fehlersignal sowohl der Bandantrieb als auch die Rotationsgeschwindigkeit der rotierenden, die Magnetköpfe tragenden Trommel schnell servogeregelt wird· Auf diese _ Weise erhält das wiedergegebene Videosignal am Aus- ™ gang 12 die richtige PoIgefrequenz und Phase, wodurch die zeitliche Lage der Bildsynchronimpulse mit den entsprechenden Signalkomponenten des Bezugssignals eingestellt wird.

Die im vorstehenden erläuterte Wirkungsweise der erfindungsgemäSen Schaltungsanordnung wird durch das Signaldiagramm nach fig. 2 demonstriert, in der aufeinanderfolgend« Impulse 36 und 37 die den Regelspur-Bildimpulaen entsprechenden periodischen Zeittaktsignale und Impulse 38 die hochfrequenteren Zeittaktsignale des Begelspursignals repräsentieren. Im- ^ pulse 38 und 41 entsprechen dem Besuge~Bildsynchroneignal, während Impulse 42 die hochfrequente Bezugssignalkomponente darstellen. GemäS ?ig. 1 spricht der Versetsungszäfcler 23 auf das Auftreten eines Regelspur-Bildimpulses, wie beispielsweise den Impuls 36, an, um die Zählung der Impulse 38 einzuleiten, wobei die Anzahl der auf diese Weise gezählten Impulse in ?ig. 2 den in senkrechten Strichen eingefaßten Ziffern entspricht« In der Legende auf der linken Seite der iig. 2 sind diese Zählungen als Tersetzungszählung bezeichnet. Der Zähler 23 liefert also immer eine «

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ι λ A k i

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Zählung, welche hei jedem Regelspur-Bildsynehronimpuls beginnt. Um eine entsprechende Zählung der auf jeden Bexugsbild impuls (beispielsweise Impuls 39 in fig. 2) folgenden Impulse zu erhalten, beginnt der Zähler 21 das hochfrequentere Impulssignal als funktion jedes Bezugsbildimpulses zu zählen.

Da die Differenz der eingespeicherten Zählungen durch die Subtraktionsstufe 28 gebildet wird, ist in form der Zähler 23 und 24 eine Anordnung vorgesehen, um diskontinuierliche Eigenschaften in der Zähldifferenz, welche durch die auf jeden Begelspur-Bildimpuls folgende Maiimum-Minimum-Abweichung bedingt sind, zu rermeiden· Speziell spricht der Zähler 24 auf jeden Bezugs-Bildsynchronimpula (beiapielsweise Impuls 39) an, um die Torher in den Versetzungszähler 23 eingespeicherte Augenblickszählung zu speichern, so daß der Zähler 24 fortlaufend Impulszählungen bis zum folgenden Regelspur-Bildimpuls (Impuls 37) einspeichern kann, während zur gleichen Zeit der Versetzungezähler 23 zur Durchführung einer neuen Zählung freigegeben wird· Der Zähler 23 wird vor oder bei jedem Regelspur-Bildimpuls zurückgestellt, während der Zähler 24 durch jeden Bezugsbildimpuls auf der Leitung 18 zurückgestellt wird. Bei einer Zeittaktung der Zähler 21 und 24 auf jeden Bezugsbildimpula liefert die digitale Subraktionsstufe 28 an der Ausgangsrerbindung 29 ein Differenz-Zeitwort, daa sieh kontinuierlich als funktion dea Betrags der Phasendifferenz zwischen den hochfrequenten Zeittaktimpulsen 38 von der Regelspur und den entsprechenden Zeittaktiapisen 42 rom Bezugssignalgeneraier 19 ändert. Der Digital-Analogkonverter 31 überführt aeineraaita das digitale Wort in ein analoges fehleraignal 46 mit sich ändernder Amplitude

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(siehe Fig« 2), das die Servoanordnung des Wiedergabesystems 11 zur Erreichung der richtigen Wiedergabegeschwindigkeit entsprechend einregelt. Aus dem Signaldiagramm nach Fig· 2 ist ersichtlich, daß das Fehlersignal 46 abnimt, wenn die Regelspur-Synchronimpulse und die Bezuge~Bild-Yertikalsynchroniapülse zur Phasenkoinzidenz gebracht werden· Dies ergibt sich aus dem Obergang der Bildimpulse τοη einer vorher vorhandenen Phasenverschiebung ( Impulse 36 und 39) in eine Phasensynchron-Lage (Impulse 37 %

und 4-1)·

Fig. 3 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm einer bevorzugten Ausfiüaongsform der Erfindung zur Durchführung der Operationen, welche generell anhand der Fig. 1 und 2 erläutert sind· Die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 spricht auf Regelspur- und Bezugs-Bildimpulse, wie beispielsweise Impulse 51 und 52, an, welche in Übereinstimmung mit einem Standard-Videosignal eine Nenn-Impulsefolgefrequenz von 30 Impulsen pro Sekunde besitzen· Die auf Leitungen 16 und 18 gegebenen Impulse der entsprechenden Impulsfolgen wer- J den durch Impulsformer 53 und 54 jeweils in ein Paar von zeitlich versetzten Impulsen überführt, welche der Vorder- bzw. Hinterflanke des jeweiligen ankommenden Bildimpulses entsprechen. Die Bildformer 53 und 54 liefern also Vorderflankenimpulse auf Leitungen 16a und 18a sowie Hinterflankenimpulse auf Leitungen 16b und 18b. Diese Impuelee entsprechen den Regelspurimpulsen bzw. den Bezugsimpülsen. Die Aufspaltung der ankommenden Implse dient zur Erzeugung von Phasenjustierungs-friggerimpulsen zur Einleitung von verschiedenen Scheiboperationen, welche als Funktion der Bildimpulse 51 und 52 in der Schaltungsanordnung

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- 12 ausgeführt werden.

Die hochfrequente Zeittaktinformation entspricht, wie oben erwähnt, der Rotationsgeschwindigkeit der rotierenden, die Hagnetköpfe tragenden trommel, welche hei einem Standard-Transport gleich 240 U/min beträgt. Bei der hier in Rede stehenden AusfUhrungsform der Erfindung wird dieses Zeittaktsignal durch ein auf der Regelspur des Bandes aufgezeichnetes Signal mit einer Frequenz von 240 Hz repräsentiert. Die Wiedergabe dieses Signals ergibt eine Impulsfolge, welche den Nulldurchgängen des aufgezeichneten Signals entspricht, so daß das wiedergegebene Regelsignal mit einer Impulsfolgefrequenz auftritt, welche doppelt so groß als die Frequenz des ursprünglich aufgezeichneten Signals, also 480 Hz, ist· Die auf diese Weise erzeugte Impulsfolge, welche durch den Impulszug 56 in Fig· 3 wiedergegeben ist, besitzt bei jedem Nulldurchgang des ursprünglichen Signals einen Imptls. Impulse mit entsprechendem Zeitabstand werden durch den Generator 19 geliefert; diese Impulse sind in Fig· 3 durch einen Impulszug 57 dargestellt«

Der Versetzungszähler 23 enthält gemäß Fig· 3 einen Digitalzähler 61 mit einem Fortschalteingang und einem Rückstelleingang· Der Fortschaltgang spricht dabei auf den Impulszug 56 mit einer Folgevfrequenz von 480 Hz zur Fortschaltung der Zählung als Funktion jedes Impulses dieser Impulsfolge an, während der Rückstelleingang auf den aus dem Regelspurimpuls 51 auf der Leitung 16a erzeugten Yorderflankenimpuls anspricht· Der Zähler 61 und die τοη diesem abgehende Binärwort-Ausgangsverbindung 27 werden deshalb am Beginn jedes Regelspur-Bildimpulses auf Hull oder einen vorgegebenen MinimaIsählwert eingestellt. Der

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voreingestellte Minimalzählwert ist vorzugsweise so gewählt, daß ein synchronisierter Zustand, in dem die Hegelspur- und Bezugs-Bildimpulse koinzident sind, zu einem von Null verschiedenen Digital-Ausgangswort der Subtraktionsstufe 28 führen, wodurch Indikatoren für die positive und negative Signalrichtung unnötig werden. Ein Stell-Festwertregister 62 mit einer Binärwortverbindung 63 zum Digitalzähler 61 dient zur Toreinstellung dieses Zählers als funktion eines Hinterflanken-Regelspur-Bildimpulses auf der Leitung 16b auf ein vorgegebenes Binärwort mit einem Zählwert, welcher dem speziell verwendeten Videosystem Rechnung trägt. Die vorliegende Ausführungeform der Erfindung eignet sich zur Verwendung in Verbindung mit drei grundsätzlichen Videosystemen· Dabei handelt es sich um das amerikanische System mit 525 Zeilen pro Bild und die beiden europäischen Systeme mit jeweils 625 Zeilen pro Bild· Die durch das Register 62 erfolgende Voreinstellung der Binärwortzählung dient in diesen fällen dazu, den Zähler 61 auf einen Wert einzustellen, welcher in der Kitt· zwischen der Zahl der hechfrquent«n Impulse 56, welche zwischen aufeinanderfolgenden Bildimpulsen 51 auftreten, liegt· Beispielsweise das amerikanische System mit 525 Zeilen pro Bild speichert das Register 62 als Punktien der Hinterflanke des Impulses 61 einen Zählwert von sieben in den Zähler 6 ein, welcher etwa gleich der Hälfte der 16 zwischen benachbarten Regelspur-Bildimpulsen auftretenden hochfrequenten Informationsimpulse ist·

Der Versetzungszähler 23 enthält weiterhin eine Feetstell-feetwert-Rttcketelletttfe 64, welche einen über die Verbindung 27 auf den Binärsuitmnd des Zählere 61 ansprechenden Eingang und eine ium fiücketelleinganf des Zählere 61 führende lueganfsleitung 66 aufweist, eo daß 4er Zähler 61 entweder duroh die

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Rückstellstufe 64 oder die Vorderflankβ des Impulses 51 vom Impulsformer 53 rückgestellt wird. Die Rückstellstufe 64 dient dazu, das Fortschalten der Zählung des Zählers 61 auf einen Maximalwert zu begrenzen, wobei dieser Maximalwert nach dem nächsten Bezugs-Bildimpuls auftreten soll, welcher auf den Bezugs-Bildimpuls folgt, gegen den der fiegelspur-fiildimpuls gemessen werden soll. Diese Operation ist vorteilhaft, da damit große Fehlzählungen durch den Zähler 61 aufgrund von Diskontinuitäten in Regelspur-Bildimpulszug vermieden werden· Bei den hier in Betracht kommenden Diskontinuiertäten handelt es sich um solche, die sich beispielsweise aus den normalen Abstand zwischen Bildimpulsen unterbrechenden Bandversp#leissungen oder durch den Verlust eines einzelnen Regelspur-Bildimpulses aufgrund eines Ausfalle auf dem Band ergeben·

Der Zähler 24 für die hochfrequente Regelspurinformation enthält gemäß fig· 3 Übertragungsgatter 67, welche auf die Hinterflanke des Bezugs-Bildlmpulses 52 vom Impulsgatter 54 ansprechen, um das in diesem Zeitpunkt im Zähler 61 gespeicherte Binärwort über eine Binärwort-Verbindung 69 in einen Digitalzähler 68 zu übertragen. Der von der vorher in den Zähler 61 eingespeicherten Inpulazähl^ung startende Digitalzähler 68 zählt die Regelspurimpuls· des Impulszugs 56 mit einer Folgefrequenz von 480 Hz folgend auf die Hinterflanke des Bezugebildimpulete 52 kontinuierlich weiter. Der Zähler 68 erhält den Impulszug 56 an seinem Portschalteingang. Weiterhin besitzt der Zähler 68 einen Rückstelleingang, welcher auf die Tordtrflanke des Impuls·· 52 vox Impulsformer 54 anspricht, ·ο daß dieser Zähler unmittelbar vor dtr Aufnahm· der binären Wortzählung vom Difitalzähltr 61 im Zeltpunkt der HIn-

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terkante des Impulses 52 auf Null zurückgestellt wird. Auf diese Weise liefert der Zähler 68 die Binär-Impulszähllung der Anzahl der 480 Hz Nulldurchgänge des auf jeden Regelspur-Bildimpuls 51 folgenden hochfrequenten Regelspursignals, wobei dieses Binärwort an der Ausgangs Terbindung 26 auftritt und zur Durchführung der arithemtischen Operation auf die Subtraktionsstufe 28 gegeben wird·

Der Zähler 21 für die hochfrequenten Bezugsimpulse besitzt gemäß Fig. 3 einen Portschalteingang, welcher den hochfrequenten Bezugsimpulszug 57 von der Leitung 17 aufnimmt, und einen Rückstelleingang, welcher auf die Hinterflenke jedes Bezugs-Bildimpulses 52 über die Leitung 18a vom Impulsformer 54 anspricht· Daher ist das an der Verbindung 22 auftretende Digitalwort Immer ein Haß für den auf den letzten Bezugsbildimpuls folgenden Zeitablauf basierend auf dem hochfrequenten Bezugssignal·

Bei der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform wird das hochfrequente Bezugssignal direkt von dem Bezugssignalgenerator 19 geliefert· Andererseits kann dieses Signal jedoch auch vom Kopftrommel-Drehzahlraesser des Bandtransports (nicht dargestellt) abgenommen werden. Da die Kopftrommel ihrerseits auch auf das hochfrequente Bezugssignal synchronisiert ist, 1st die effektive Wirkungsweise der Anordnung für den letztgenannten Pail die gleiche, obwohl bei dieser Alternative jed« Phasendifferenz zwischen dem hochfrequenten Bezugssignal und dem Signal worn Kopftromme !drehzahlmesser aus der Bildlageeinatellung-Servoschleife eliminiert ist·

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Die digitale Subtraktionsstufe 28 ist in an eich bekannter Weise aufgebaut und besitzt gemäß Fig. 3 einen Subtraktionskreis 71, welcher auf die an den Verbindungen 22 und 26 auftretenden Binärwörter anspricht, um an einer ersten Ausgangsverbindung 72 ein binäres Differenzwort zu erzeugen. An einer zweiten AusgangsVerbindung 73 des Subtraktionskreises wird das Wortkomplement des binären Differenzwortes geliefert. Ein Eomplernent-Auswahlkreis 72 ist mit den AusgangsVerbindungen 73 und 74 des Subtraktionskreises 71 verbunden· Der Subtraktionskreis 72 liefert über eine weitere Leitung 76 ein Signal auf den Kornplement-Auswahlkreie 74» das das bedeutendste Bit des Differenzwortes repräsentiert· Auf diese Weise führt der Komplement-Auswahlkreis eine vollständige Auswahlfunktion durch· An der Ausgangsverbindung 29 wird ein binäres Differenzwort geliefert· Der Komplernentauswahlkreis 74 führt eine geeignete und vorbekannte Umkehrung des binären Ausgangswortes des Subtraktionskreises 71 durch, eo daß positive und negative Differenzen der in die Zähler 21 und 68 eingespeicherten Zählungen lediglich durch eine absolute Differenzzählung gegeben sind·

Das an der Ausgangsverbindung 29 verfügbare binäre DifferenzauBgangswort erscheint nach Durchführung durch einen Differenzdeooder 81 in analoger Form am Ausgang des Digltal-Analog-Konvertere 31· Sine Grob-Bandantriebs-Servoeohleife 32 dee Band-Yiedergabesystems 11 spricht auf tee Fehler- bzw« Korrekturana Io gsignal auf dder Leitung 32 an und bewikrt eine entsprechende Zu- oder Abnahme dtr Geschwindigkeit des Bandantriebs (nicht dargestellt) eines Bandtransports 83· Da die Korrektur sohnell abläuft, niamt die Größe des Fehlersignals auf der Leitung 32 auf

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einen Nennwert von Null ab« Bei der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich, um ' .einen Bandtransport des Typs für Querabtast-Rotationskopftrommeln, bei dem die die Bewegung des Bandantriebs (nicht dargestellt) regelnde Servoschaltung in an sich bekannter Weise mit der rotierenden Kopftrommel (nicht dargestellt) zusammen arbeitet, so daß eine inderung der Rotationsgeschwindigkeit der rotierenden Kopftrommel auch eine entsprechende inderung beim Bandantrieb herbeiführt, wodurch zwischen diesen Elementen die richtige Gesehwindlgkeits- und Phasen- {

relation aufrecht erhalten wird·

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Digital-Analog-Konverter 31 in an sich bekannter Weise aufgebaut werden. Wie Fig. 2 zeigt, liefert der Digital-Analogkoriverter 31 in Abhängigkeit von einem sich ändernden binären Eingangswort ein stetig verlaufendes Ausgangssignal. Der Konverter 31 kann jedoch auch so ausgebildet werden, daß er ein Analogsignal liefert, das sich als funktion der Obergange zwischen vorgegebenen Schwellwerten des binären Differenzwortes in Größe und Polarität schrittweise ändert· Ist die -

Schaltungsanordnung beispielsweise für ein MSSO- ™

Signal mit 525 Zeilen pro Bild ausgelegt, so führt die rotierende Kopftrommel pro Bild acht Umdrehungen aus, woraus sich 16 Nulldurchgänge des Regelspuraignals mit einer frequenz von 240 Hz ergeben. Ist das Stell-Wert-Festregiater 62 so eingestellt, daß im Bigita!zähler 61 eine Zählung von sieben oder acht als Funktion des Regelspur-Bildlmpulses (beispielsweise Impuls 51) gespeichert wird, so entsteht am Ausgang der Subtraktionsstufe 28 ein Digitalwort, das zwischen sieben und acht schwankt, wenn die Regelspur- und Bezugs-Bildiapulse synchronisiert sind. Infolge-

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dessen kann der Konverter 31 so eingestellt werden, daß er als Korrektursignal mit der Amplitude Hull auf der leitung 32 liefert, wenn das Binärwort sieben oder acht beträgt. Ändert sich das Binärwort auf sechs und noch weniger oder neun und noch mehr, so liefert der Konverter 31 dann ein stufenförmiges positives oder negatives Spannungssignal·

Der Differenzdecoder 81 führt zwei getrennte, jedoch voneinander abhängige funktionen aus. Zunächst dient der Decoder 81 zur normalen funktion des binären Ausgangsworts auf der Ausgangsverbindung 29, um auf der Ausgangsverbindung 84 ein Wort au erzeugen, das ein wahres binäres Wertmaß der gewünschten, durch den Konverter 31 durchzuführenden Korrektur ist· In Abhängigkeit der Norm des Videosignals repräsentieren verschiedene binäre Wortwerte einen Synchronisationszustand· Das bedeutet, daß die Signalnorm im Register 62 geändert wird, wenn das binäre Ausgangswort auf der Ausgangsverbindung 29 sich ändert· Diese Änderung zwischen den verschiedenen Signalnormen muß vor dem Konverter 31 in Rechnung gestellt werden. Daher reduziert der Differenzdecoder 81 die verschiedenen binären Eingangewörter auf ein Binärwort mit einem gemeinsamen Betrags-Phaaenfehlerzusammenhang, so daß der Konverter 31 das Fehlersignal Immer mit richtiger Größe auf die Grob-Bandantriebs-Servoschleife 82 gibt.

Bine weitere funktion de« Differenzdecodere 81 besteht darin, daß das Paar von Binärzuständen, das einem synchronisierten Bildzustand zugeordnet ist, durch diesen Decoder festgestellt wird. In Abi Engigkeit davon wird auf einer Leitung 86 ein Sohaltsignal

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erzeugt, um einen Schalter 87 des Systems 11 zu schalten. Der Schalter 87 schließt oder öffnet eine Serienverbindung zwischen der Fein-Bandantriebsservoschleife 88 und dem Bandtransport 83, um die Phasenbeziehung zwischen dem Reg^lspursignal mit 240 Hz und dem Bezugssignal mit 240 Hz zu bestimmen. Da diese Phasenbeziehung solange nicht auftreten muß, his die entsprechenden Hegelspur- und Bezugssignale eine bestimmte Phasenbeziehung aus einer Anzahl von möglichen Phasenbeziehungen annehmen, ist es erforderlich, daß die Peinschleife 88 offen bleibt, bis ein bestimmter Grad an Vorsynchronisation zwischen den Signalen erreicht ist. Diese Vorsynchronisation ist erfttllt, wenn das Binärausgangswort der digitalen Subtraktionsstufe 28 anzeigt, daß die Regelspur- und Bezugs-Bildsignale synchronisiert oder wenigstens innerhalb der Fehlergrenzen der benachbarten binären.Differenzsignalwerte synchronisiert sind. In dieser Hinsicht dient der Decoder 81 zur Erzeugung eines Signals auf der Leitung 86, das den Schalter öffnet, wenn das auf der Ausgangsverbindung 29 verfügbare binäre Differenzwort außerhalb eines vorgegebenen Bereichs von binären Zuständen in der Umgebung einer Synchronisationsbedingung zwischen den entsprechenden Bildimpulsen liegt. Tritt das Binärwort in diesen vorgegebenen Bereich ein, so liefert der Decoder 81 ein Signal, das den Schalter 87 schließt. Damit setzt die Wirkung der Feinschleife 88 ein, wodurch die Phase des Regelspursignals mit einer Frequenz von 240 Hz auf die Phase des Bezugssignals bezogen wird. Der Differenzdecoder 81, der Konverter 31 und das Register 62 besitzen in Abhängigkeit von der Signalnorm, für die die Schaltungsanordnung verwendet wird, verschiedene Lasten. Beispielsweise kann der oben erwähnte,

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vorgegebene binäre Wortbereich für das amerikanische System mit 525 Zeilen pro Bild auf die 7- und 8-Bitniveaus eingestellt werden, welche den Differenzzählungszuständen unmittelbar im Bereich einer Bildsynchronbedingung entsprechen·

- Patentansprüche »

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Claims

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- 21 PAfEHfAIfSFRUCHS

1. Verfahren sur Synchronisation von Signalen, die jeweils Zeittaktiapulse hoher Sepulsfolgefreauens und Zeittaktiapulse kleiner Iepulsfolgefreguens aufweisen, dadurch gekennzeichnet, da· die auf einen Impuls kleiner Impulsfolgefrequen* eines ersten Signals folgenden Impulse grot er Xapttlsfolgefrequens gesfihlt werden, dafi die auf einen !spule kleiner Iepulsfolgefrequen» eines «weiten Signals folgenden Iapulse groBer Iapulsfolgefrequens gesihlt werden, daß kontinuierlich eine dieser Zählungen τοη der anderen subtrahiert wird und da0 die Ispulsfolgefrequens wenigstens eines der Signale als funktion der durch die Subtraktion gewonnenen Difieren» so eingeregelt wird, daß die Dlfferens aus den Zählungen sieh einen vorgegebenen Wert nähert, welcher eine» gewünschten Phasensusasaietthattg «wischen den Impulsen kleiner üspulsfolgefreauens des ersten und aweiten Signals entspricht.

2« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daft die Zählung der Iepulee hoher üftpulsfolgefrequeu des ersten Signals fortgeführt wird, bis ein Iepule kleiner Iapulsfolgefrequens des sweiten Signals auftritt, auch wenn daewischen ein Itapuls kleiner IspUlsfolgefrequens des ersten Signals vorhanden ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennselehnet, das durch die Zählungen digitale

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Zählsignale und durch die Subtraktion ein digitales Differenzsignal gebildet wird und daß aus dem digitalen Differenzsignal ein einem Phasenzusammenhang zwischen dem ersten und zweiten Signal ent·» sprechendes analoges Fehlersignal erzeugt wird·

4· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß eine Synchronisation der Impulse hoher Impulsfolgefrequenz des ersten und zweiten Signals lediglich als Punktion einer vorgegebenen, durch die Subtraktion gewonnenen Differenz eingeleitet wird·

5· Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4» gekennzeichnet durch eine erste Zähleranordnung (23, 24) zur Aufnahme eines ersten Signals sowie zur Zählung des auf jeden Impuls kleiner Impulsfolgefrequenz des ersten Signals folgenden Impise großer Impulsfolgefrequenz, eine zweite Zähleranordnung (21) zur Aufnahme eines zweiten Signals sowie zur Zählung der auf jeden ImpIiIs kleiner Impulsfolgefrequenz des zweiten Signals folgenden Impulse großer Impulsfolgefrequenz, eine an die erste und «weite Zähleranordnung (23₉ 24; 21) angekoppelte Subtraktionsstufe (29) zur Erzeugung eines der Augenblicksdifferenz der Zählungen entsprechenden Signals und durch eine an die Subtraktionsstufe (29) angekoppelte Impulsfolgefrequenz-Regelschaltung (31» 11) zur Einregelung der Impulsfolgefrequenz eines der beiden Signale als Punktion des AusgangsSignaIs der Subtraktionsstufe zwecks Einstellung eines gewünschten ShasenzuRmmenhangs zwischen den Impulsen kleiner Impulsfolgefrequenz·

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6« Schaltungsanordnung nach. Anspruch. 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Zähleranordnung (23, 24; 21) als digitaler Zähler und die Subtraktionsstufe (29) als digitale Subtraktionsstufe ausgebildet sind und daß die Impulsfolgefrequenz-RegeIs chaItung (31, 11) einen Digital-Analogkonverter (31) aufweist, welcher auf das Ausgangssignal der digitalen Subtraktionsstufe (29) anspricht, und ein analoges Fehlersignal liefert, dessen Grüße und Polarität ein Maß für den Phasenfehler zwischen den Impulsen kleiner Impulsfolgefrequenz des ersten und zweiten Signals ist·

7· Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zähleranordnung (23, 24) einen Versetzungszähler (23) zur Zählung der Impulse hoher Folgefrequenz nach jedem Impuls kleiner PoIgefrequenz des ersten Signals und einen weiteren Zähler (24) aufweist, der die in dem Versetzungszähler (23) eingespeicherte Zählung als Funktion eines Impulses kleiner Folgefrequenz aufnimmt und der die Impulse hoher Folgefrequenz des ersten Signals von der Zählung des Versetzungszählers an bis zu einem nachfolgenden Impuls kleiner Folgefrequenz des zweiten Signals weiterzählt.

8· Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Zähleranordnung (23, 24) eine auf eine vorgegebene maximale Zählung des Versetzungszählers (23) ansprechende ßückstellstufe (64) zur Rückstellung des Versetzungszählers auf eine vorgegebene Minimalzählung vorgesehen ist.

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9. Verwendung einer Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8 in einem Servosystem für einen Bandtransport mit einem Grob-Rückkoppel-Xorrekturnetzwerk zur Synchronisation eines wiedergegebenen impulsförmigen Zeittaktsignals kleiner Folgefrequenz mit einem entsprechenden impulsförmigen Bezugssignal kleiner Folgefrequenz und mit einem Fein-Rückkoppel-Korrekturnetzwerk zur Synchronisation eines wiedergegebenen impulsförmigen Zeittaktsignals großer Folgefrequenz mit einem entsprechenden impulsförmigen Bezugssignal großer Folgefrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zähleranordnung (23$ 24-) zur Zählung der Anzahl der auf jeden wiedergegebenen Impuls kleiner Impulsfolgefrequenz folgenden wiedergegebenen Impulse großer Folgefrequenz dient, daß die zweite Zähleranordnung (21) zur Zählung der Anzahl der auf jeden Bezugsimpuls kleiner Folgefrequenz folgenden Bezugsimpulse großer Folgefrequenz dient, daß die Subtraktionsstufe (28) zur Bildung einer Zähldifferenz der Zählungen der ersten und zweiten Zähleranordnung (23, 24; 21) dient, daß der digitale Analogkonverter (31) an den Ausgang der Subtraktionsstufe (28) und an das Grob-Rttckkoppel-Korrekturnetzwerk (82) angekoppelt ist und ein zur Synchronisation der wiedergegebenen Impulse kleiner Folgefrequenz und der Bezugsimpulse kleiner Folgefrequenz dienendes Fehlersignal liefert und daß zwischen den Ausgang der Subtraktionsstufe (28) und das Fein-Rückkoppel-Korrektürnetzwerk (88) ein Schalter (81, 87) gekoppelt ist, welcher auf eine vorgegebene Minima!»Differenzzählung anspricht und das Fein-Rückkoppel-Korrekturnetzwerk wirksam schaltet.

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10· Servosystem nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Versetzungszähler (23) zur Zählung der auf jeden wiedergegebenen Impuls kleiner Folgefrequenz folgenden wiedergegebenen Impulse hoher Folgefrequenz dient, daß der weitere Zähler (24) zur Speicherung der Zählung des Versetzungezählers als Punktion jedes Bezugsimpulses kleiner Folgefrequenz und zur nach* folgenden Zählung von wiedergegebenen Impulsen großer Folgefrequenz dient und daß die Subtraktionsstufe (28) auf den Zählzustand des weiteren Zählers (24) anspricht·

11· Servosystem nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (81, 87) einen an den Ausgang der Subtraktionsstufe (28) angekoppelten Differenzdecoder (81) aufweist, der auf vorgegebene Digitalzustände der Subtraktionsstufe anspricht·

12· Servosystem nach den Ansprüchen 9 bis 11, bei dem die Zeittaktimpulse kleiner !Folgefrequenz die vertikalen Synchronimpulse eines Videosignals sind, gekennzeichnet durch Impulsfolger, (53, 54), für die wiedergegebenen Impulse und Bezugsimpulse kleiner Folgefrequenz zur Erzeugung von Triggerimpulsen als Funktion der Vorder- und Hinterflanken der wiedergegebenen Impulse und der Bezugsimpulse kleiner Folgefrequenz sowie zur Phasensteuerung der Schaltoperationen der ersten und zweiten Zähleranordnung (23, 24* 21).

13· Servosystem nach den Ansprüchen 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an den Versetzungszähler (23) ein Stell-Festwertreglster (62) angekoppelt ist,

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das als Punktion der wiedergegebenen Impulse kleiner Folgefrequenz eine Einspeiciierung einer vorgegebenen Zählung im Versetzungszähler bewirkt.

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