DE2144967C3 - Farbfernsehsignal-Aufzeichnungsund Wiedergabesystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Farbfernsehsignal-Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem zum Aufzeichnen und Wiedergeben von einem Luminanzsignal und zwei Farbsignalen mit Multiplexaufzeichnung im gleichen Teilbild eines Monochrom-Films.

Systeme dieser Art sind überwiegend Konsumgüter, die mit den gebräuchlichen Farbfernsehgeräten gekoppelt betrieben werden können. Die Farbvideosignaie werden durch einen Elektronenstrahl auf einem monochromatischen photographischen Film aufgezeichnet. Die aufgezeichnete Signalinformation wird bei den verschiedenen bekannten Systemen auf verschiedene Weise wiedergewonnen.

Ein System der eingangs beschriebenen Art ist aus der GB-PS 10 61604 bekannt. Bei diesem System wird ein Pilotton verwendet, dessen Mittenfrequenz im Verhältnis 1:2 zur Farbsignal-Trägerfrequenz steht. Dieser Pilotton liegt systemimmanent im Frequenzband des Luminanzsignals und schneidet aus diesem ein Frequenzband von 300 kHz heraus. Die Übertragung des Pilottons führt dadurch zu einer Vernichtung oder Ausblendung eines Teils des Bildsignalbandes und damit zu einer Verschlechterung der Qualität des wiederzugebenden Bildes.

Ein weiteres gebräuchliches Signalbehandlungsverfahren ist in Verbindung mit den Zeichnungen weiter unten erläutert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Farbfemsehsignal-Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem zu schaffen, das eine Aufzeichnung und Wiedergabe ohne Schwebungsrauschen und ohne Verschlechterung der Qualität des wiederzugebenden Bildes durch die Pilottonaufzeichnung ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein System der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch das Bilden einer trägerunterdrückten Doppelseitenband-Ampli· tudenmodulation mit zumindest einem der Färb

äienale in einem Frequenzband außerhalb des Frequenzbandes des Luminanzsignals.

Sowohl der Stand der Technik als auch die Erfindung anhand von Ausführungsbeispiden sind im folgenden in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Frequenzdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise eines bekannten Farbfernsehsignal-Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem,

F i g· 2 bis 7 Frequenzdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise verschiedener Ausführungsformen der Erfindung und

F i g. 8 eine Teilansicht eines ein Aufzeichnungsmuster tragenden Films.

Fig. 1 zeigt ein Frequenzdiagramm einer bekannten Signalbehandlung. Hier werden ein Luminanz- bzw. Y-Signal und /- und Q-Farbsignale >.um Amplirudenmodulieren der jeweiligen Trägerwellen für eine Mehrfachaufzeichnung der modulierten Wellen auf Frequenzteilungsbasis auf einem photographischen Film verwendet. Das Y-Signal hat eine Bandbreite von 0 bis 3 MHz, während das /- und das ß-Signal in modulierte Wellen umgewandelt werden, deren Bandbreite sich über 0,5 MHz unterhalb und oberhalb des betreffenden Trägers von etwa 3,5 MHz und 5 MHz erstreckt.

Das die obigen Spektralcharakteristiken aufweisende behandelte Signal, das man von den Videusignalausgängen einer Farbfernsehkamera erhält, wird als Teilbild oder Halbbild auf einem Filmbild

in Übereinstimmung mit dem Synchronsignal des Fernsehsignals aufgezeichnet. Demnach kann durch das Y-Signal von einem Filmbild ein Schwarz/Weiß-Bild wiedergegeben werden. Die Trägerfrequenzen für die Modulation des /- und des Q-Signals werden so gewählt, daß sie ganzzahlige Vielfache der Zeilenfrequenz des Fernsehsignals sind. Hierdurch werden die modulierten Signale auf dem Film in Form zahlreicher vertikaler Streifen mit einer durch die Trägerfrequenz bestimmten konstanten Steigung aufgezeichnet.

Bei der Wiedergabe wird der Film durch ein Vidikon Bild für Bild abgetastet, um die aufgezeichnete Information in dat. entsprechende elektrische Signal umzuwandeln. Das Y-Signal kann direkt beim Abtasten des beim Aufzeichnen erzeugten monochromatischen Bildes erzielt werden. Da die jeweiligen Bezugsphasen des /- und des Ö-Signals beim Aufzeichnen als vertikale Streifen erhalten bleiben, hat ein Spurfehler keine ernste Wirkung bei der Wiedergabe der modulierten Wellen. Die wiedergewonnenen Signale werden dann demoduliert, um das Y-, /- und ß-Signal zu erhalten, aus denen die drei Primärfarbensignale in üblicher Weise für die Reproduktion gewonnen werden können.

Das obige, im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebene Signalbehandlungsverfahren weist jedoch gewisse Probleme auf. Bei der Wiedergabe des aufgezeichneten Signals vom Film entsteht durch Überlagerung der /- und Q-Signalträgerwellen miteinander bzw. aufgrund der lichtempfindlichen Eigenschaften des Films und der nichtlinearen Kennlinien der betreffenden Schaltungen ein Schwebungsrauschen. Beim Verfahren nach Fig. 1 wird eine Schwebungskomponente von etwa 5 — 3,5 = 1,5 MHz in das Frequenzband des Y-Signals eingebracht, wodurch im wiedergegebenen Bild ein Streifenmuster pnKtphi TIm das zu verhindern, ist es notwendig, die nichtlinearen Kennlinien des Systems einschließlich der Nichtlinearität der lichtempfindlichen Eigenschaften des Films vollständig zu kompensieren. Dies ist jedoch äußerst schwierig.

Das Schwebungsrauschen wird unauffälliger, wenn die Schwebungsfrequenz möglichst erhöht wird. Hierfür müssen jedoch die Trägerfrequenzen für das I-Signal erhöht werden. Dies ist in der Praxis ebenfalls schwierig. Als weitere alternative Maßnahme ίο kann man in Betracht ziehen, die Trägerfrequenzen für das Q-Signal zu verringern. Dies erfordert jedoch eine Verringerung entweder der Bandbreite des Y-Signals oder der Bandbreite des Q-Signals. In jedem Fall ergibt sich eine verschlechterte BiIdqualität.

F i g. 2 zeigt eine erste Ausführungsform, bei der diese Probleme beseitigt sind. In dieser Ausführungsform wird das Y-Signal in die Amplitudenmodulation einer Hilfsträgerwelle von 5 MHz für das Aufzeichnen auf dem Restseitenband umgewandelt, wobei das nicht verschmälerte untere Seitenband etwa 3 MHz deckt. Der Modulationsgrad beträgt nicht 100 ⁰Zo, aber der Hilfsträger wird vorherrschend gemacht. Dies geschieht zum Zweck der Erzeugung eines Hilfsträger für die Feststellung des /-Signals bei der Wiedergabe, wie später im einzelnen beschrieben. Eines der Farbsignale, beispielsweise das Q-Signal, wird nicht moduliert, so daß sein Frequenzband von 0 bis 0,5 MHz reicht. Das andere Farbsignal, und zwar das /-Signal, wird als Doppelseitenband amplitudenmoduliertes Signal aufgezeichnet, das eine Bandbreite von 0,5 MHz unter und über einer Hilfsträgerfrequenz von 1,25 MHz deckt. Es liegt also zwischen Q-Signalband und dem unteren Seitenband der Y-Signalmodulation und weist jeweils Abstand von diesen auf. Bei dieser Amplitudenmodulation ist durch Verwendung eines Gegentaktmodulators die Trägerfrequenz unterdrückt, so daß die Hilfsträgerfrequenz von 1,25 MHz nicht aufgezeichnet wird. Dies bewirkt ein Beseitigen der sonst möglichen Einführung von Rauschkomponenten in das Y-Signalband durch die Interferenz der Oberschwingungskomponenten von 1,25 MHz und der Schwebungsfrequenzkomponente zwischen dem 1,25-MHz-Hilfsträger selbst und dem nicht unterdrückten 5-MHz-Luminanzsignal-Modulationshilfsträger.

Bei diesem System ist es notwendig, einen wiederhergestellten Hilfsträger für die /-Signal-Wiedergabe

aus der Luminanzsignalmodulations-Hilfsträgerfrequenz zu erzeugen. Deshalb müssen beide Hilfsträgerfrequenzen in einem einfachen Ganzzahlverhältnis zueinander stehen und miteinander synchronisiert sein. In Fig. 2 beträgt das Verhältnis 1 :4. Ferner

sind die beiden Hilfsträgerfrcquenzen so gewählt, daß sie ganzzahlige Vielfache der Zeilenfrequenz sind. Die obigen drei behandelten Signale werden in Mehrfachaufzeichnung auf einem Film aufgezeichnet. Bei der Wiedergabe werden die aufgezeichneten

Signale durch Abtasten mit einem Vidikon od. dgl. vom Film wiedergewonnen und für die Wiedergabe der Y-, Q- und /-Signale getrennt. Das Q-Signal kann durch ein geeignetes Tiefpaßfilter wiedergewonnen werden. Das modulierte Y-Signal kann durch

ein geeignetes Hochpaßfilter abgetrennt und durch ein den diesbezüglichen Restseitenband-Erfordernissen entsprechendes Tiefpaßfilter demoduliert weri'.'ii. Die /-Signal-Modulation kann durch ein ge-

eignetes Bandpaßfilter abgetrennt werden. Der für die Feststellung des /-Signals erforderliche Hilfsträger wird aus dem Hilfsträger der Y-Signal-Modulation erzeugt. Insbesondere werden von der abgetrennten Y-Signal-Modulation äußerst schmale, in bezug auf den Hilfsträger symmetrische obere und untere Abschnitte, wie durch eine gestrichelte Linie in Fig. 2 dargestellt, von einem schmalen Bandpaßfilter abgetrennt und an einem Amplitudenbegrenzer gekoppelt, um Amplitudenänderungen zu beseitigen, wodurch man einen Bezugsausgang einer konstanten Amplitude erhält, der frei von Phasenänderungen ist. Wie oben erwähnt, wird die Modulation des y-Signals begrenzt, damit die Hilfsträgeramplitude oberhalb eines konstanten Niveaus erhalten bleibt, so daß der Bezugsausgang niemals intermittierend verschwindet. Die so erhaltene Frequenz des Bezugsausgangs wird entsprechend dem vorbestimmten Ganzzahlverhältnis frequenzgeteilt, um den wiederhergestellten Hilfsträger zu erhalten, der zum Demodulieren der /-Signal-Modulation verwendet wird, um das /-Signal zu erhalten. Beim Demodulieren des Y-Signals kann dieser Bezugsausgang auch verwendet werden, um gleichzeitig den Ausgang des Restseitenband-Tiefpaßfilters zu demodulieren. Hierdurch können unerwünschte, die Restseitenbandmodulation begleitende Phasenverschiebungs-Verzerrungskomponenten beseitigt werden, wodurch man Videosignale einer ausgezeichneten Qualität erhält.

Auf obiee Weise können die Y-. /- und £>-Signale wiedergewonnen werden. Die Demodulation des i -o._fc..^.j im jedoen nicht wesentlich, wenn die Farbfernsehsignale für Rundfunkfernsehsignalempfänger wiedergegeben werden. Beim NTSC-System werden die /- und Q-Signale dazu benutzt, eine Modulation mit 90° Phasenverschiebung auf einem wiedereingesetzten Hilfsträger mit einer Frequenz anzuordnen, die 3,58 MHz niedriger ist als die Y-Sionalmodulations-Hilfsträgerfrequenz, während gleichzeitig das erforderliche Farbsynchronsignal und horizontale und vertikale Synchronsignale in bezug zu der durch das Hochpaßfilter abgetrennte Y-Sienal-Modulation eingesetzt werden. Das sich ergebende Signal als Ganzes wird dann einer entsprechenden Frequenzumsetzung unterworfen, um mit dem jeweiligen Fernsehkanal übereinzustimmen. Auf diese Weise ist der Empfang und die Wiedergabe des übertragenen Signals über die Antenne eines üblichen Fernsehempfängers möglich.

Wie beschrieben, ist im vorhergehenden Ausführungsbeispiel mit Ausnahme des Luminanzsignalmodulations-Hilfsträgers kein Hilfsträger im wiedergegebenen Signal vorhanden, so daß kein Schwebungsrauschen auftritt. Da ferner der Hilfsträger für ein Farbfernsehsignal unterdrückt wird, werden keine verzerrten Oberschwingungskomponenten in das Luminanzsignalmodulationsband eingeführt, was sonst durch die nichtlinearen Kennlinien des Systems der Fall wäre. Ferner ist es möglich zu verhindern, daß eine Dehnung des Films und eine Fluktuation der Abtastgeschwindigkeit des Lichtpunktabtasters oder des Vidikons die Frequenz des wiederhergestellten Hilfsträgers für die Feststellung des Farbfernsehsignals aus dem Luminanzsignalmodulations-Hilfsträger und somit die Feststellung des Farbfernsehsignals beeinflußt.

Als Alternative zu der Anordnung nach F i g. 2 kann über das Q-Signalband die Restseitenbandmodulation des Y-Signals gelegt werden, über die die Modulation des /-Signals mit unterdrücktem Hilfsträger gelegt wird. Auch ist es möglich, die /- und Q-Signale zu vertauschen, wobei das Q-Signal, ohne für die Modulation verwendet zu werden, direkt aufgezeichnet wird.

F i g. 3 zeigt eine andere Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform wird das Y-Signal direkt aufgezeichnet, während das Q-Signal als Doppelseitenband-Amplitudenmodulation und das /-Signal als Amplitudenmodulation mit unterdrückter Trägerfrequenz aufgezeichnet wird.

Bei der Wiedergabe wird das aufgezeichnete Signal durch Abtasten mit einer Lichtpunktröhre, einem Vidikon od. dgl. vom Film wiedergewonnen. Dann kann das Y-Signal durch ein geeignetes Tiefpaßfilter abgetrennt werden. Das modulierte Q-Signal kann durch ein geeignetes Bandpaßfilter abgetrennt und demoduliert werden, um das Q-Signal zu erhalten. Die Amplitudenmodulation mit unterdrückter Trägerfrequenz mit dem /-Signal wird durch ein geeignetes Hochpaßfilter abgetrennt. Der wiederhergestellte Hilfsträger für die Demodulation wird aus dem 3,75-MHz-Q-signalmodulierten Hilfsträger erzeugt, und zwar wird unter Verwendung der obenerwähnten, aus einem ganzzahligen Vielfachen bestehenden Beziehung zwischen den Hilfsträgern der 3,75-MHz-Hilfsträger durch 3 geteilt und dann mit 4 multipliziert, wodurch man einen wiederhergestellten Hilfsträger von 5 MHz erhält. Zu diesem Zweck muß die Q-Signalmodulations-Hilfsträgerwelle ungedämpft sein. Um dies sicherzustellen, wird der Modulationsgrad des 3,75-MHz-Hilfsträgers mit dem Q-Signal so begrenzt, daß der Hilfsträger mit einei immer über einem konstanten Niveau liegenden Amplitude überlebt. (Wenn der Modulationsgrad 100°·'< beträgt, verschwindet der Hilfsträger.) Wie oben erwähnt, kann zur Erzeugung einer Trägerwelle einei konstanten Amplitude aus der Amplitudenmodulationswelle ein in der Hilfsträgerfrequenz zentriertei schmaler Abschnitt, wie durch eine gestrichelte Linie in F i g. 3 angedeutet, durch ein schmales Bandpaß filter abgetrennt und zur Beseitigung der Welligkeits komponente an einen Amplitudenbegrenzer gekop pelt werden. Die auf diese Weise erhaltene Träger welle hat eine konstante Amplitude, ist frei von Pha senveränderungen und bewirkt eine perfekte Syn chronisation. Somit kann die Welle des wiederher gestellten Hilfsträgers leicht erzeugt und mit de trägerunterdrückten Amplitudenmodulation des /-Si gnals kombiniert werden, um das /-Signal festzustel len. Aus den so reproduzierten Y-, /- und Q-Signalei kann das entsprechende Farbbild durch die üblich Farbfernsehtechnik leicht wiedergegeben werden.

Bei der vorhergehend beschriebenen Ausführungs form wird die höhere der Hilfsträgerfrequenzei unterdrückt. Alternativ ist es möglich, die Hilfsträ ger mit niedrigerer Frequenz zu unterdrücken uni den wiederhergestellten Hilfsträger aus dem Hilfs träger mit höherer Frequenz zu bilden. Auch ei Austauschen der beiden Farbsignale gegeneinande ist möglich.

F i g. 4 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform. Bs dieser Ausführungsform wird das Y-Signal in ei Restseitenband-Amplitudenmodulationssignal eine Hilfsträgers mit. einer Frequenz von etwa 5 MHz urr gewandelt, das eine Bandbreite von etwa 4 MHz ha

Der Modulationsgrad beträgt nicht 100%, damit der Hilfsträger mit einer über einem gewissen Niveau liegenden Amplitude überlegt, so daß ein wiederhergestellter Hilfsträger für die Demodulation eines Farbfernsehsignals aus dem überlebenden Hilfsträger erzeugt werden kann. (Wenn der Modulationsgrad 100% beträgt, verschwindet der Hilfsträger.) Die beiden Farbsignale, nämlich das /- und das C?-Signal, werden dazu verwendet, eine Modulation mit 90° Phasenverschiebung und unterdrückter Trägerfrequenz auf einem Hilfsträger mit einer Frequenz von 1,25 MHz anzuordnen, so daß das Modulationssignal eine Bandbreite deckt, die sich 0,5 MHz unter und über die Hilfsträgerfrequenz erstreckt. Der Hilfsträger wird unterdrückt, da andernfalls die Einführung von Rauschkomponenten, z. B. Oberschwingungskomponenten des 1,25-MHz-Hilfsträgers aufgrund verschiedener nichtlinearer Kennlinien des Systems und Schwebungskomponenten durch Überlagerung des 1,25-MHz-Hilfsträgers und des mit dem 5-MHz-Luminanzsignal modulierten, nicht unterdrückten Hilfsträgers im y-Signal-Modulationsband, möglich ist. Die beiden Hilfsträgerfrequenzen werden so gewählt, daß sie einzahlige Vielfache der Zeilenfrequenz sind und in jeder horizontalen Abtastzeile phasengleich sind. Sie sind ferner in einem einfachen Verhältnis von ganzzahligen Vielfachen miteinander synchronisiert. In F i g. 4 beträgt das Verhältnis 1 :4, was, wie später beschrieben, einen besonderen Vorteil hat. Die beiden Modulationssignale werden in Mehrfachaufzeichnung auf Frequenzteilungsbasis mit einem Elektronenstrahlrekorder od. dgl. auf einem Film aufgezeichnet.

Bei der Wiedergabe wird das aufgezeichnete Signal vom Film durch Abtasten desselben mit einer Lichtpunktröhre, einem Vidikon od. dgl. wiedergewonnen, und von dem wiedergewonnenen Signal werden die entsprechenden Modulationssignale abgetrennt. Die Restseitenband-Amplitudenmodulation des Luminanzsignals wird durch ein geeignetes Hochpaßfilter abgetrennt und zum Demodulieren des Luminanzsignals durch ein geeignetes Restseitenbandfilter geleitet. Die Modulation der Farbfernsehsignale mit 90° Phasenverschiebung und unterdrückter Trägerfrequenz wird durch ein geeignetes Tiefpaßfilter abgetrennt. Der für die Demodulation der beiden Farbsignale aus der abgetrennten 90° phasenverschobenen Modulation mit unterdrückter Trägerfrequenz erforderliche wiederhergestellte Hilfsträger wird aus dem Hilfsträger der Luminanzsignalmodulation erzeugt. Zu diesem Zweck werden Abschnitte des oberen und unteren Seitenbandes, die symmetrisch zur Mittenfrequenz von 5 MHz liegen, wie durch eine gestrichelte Linie in F i g. 4 angedeutet, unter Verwendung eines schmalen Bandpaßfilters abgetrennt. Der Filterausgang wird dann zum Vermeiden einer Amplitudenfluktuation bei einer niedrigen Frequenz an einem Amplitudenbegrenzer gekoppelt, wodurch man eine 5-MHz-Welle mit konstanter Amplitude und frei von Phasenändeningen erhält Die Frequenz dieser Welle wird durch vier geteilt, wodurch man den wiederhergestellten 1,25-MHz-Hilfsträger für die Demodulation der Farbfernsehsignale erhält Wie oben erwähnt, wird der so erhaltene wiederhergestellte Hilfsträger mit der 90° phasenverschobenen Modulation mit unterdrückter Trägerfrequenz der Farbfernsehsignale so synchronisiert, daß es zu.t Demodulieren der phasenverschobenen Modulation verwendet wird, um zwei Farbfernsehsignale zu erhalten. Zum Demodulieren von zwei Signalen aus einem Modulationssignai mit 90° Phasenverschiebung ist es üblich, das Modulationssignai mit zwei wiedereingesetzten Hilfsträgern, die mit dem Modulationssignal synchronisiert und in bezug zueinander um 90° phasenverschoben sind, synchron zu demodulieren. Bei Erzeugung des wiederhergestellten Hilfsträgers durch Frequenzteilung der synchronen 5-MHzdurch 4, wie oben erwähnt, erhält man vier verschiedene Phasen, je nach Festsetzen eines Bezugspunktes für den Start des Zählens eines Zählwerks, und zwar kann der wiederhergestellte Hilfsträger mit dem unterdrückten Hilfsträger phasengleich oder um 90°, 180° oder 270^r phasenverschoben in bezug zu ihm sein. Daher ist es zur Erzeugung eines mit dem unterdrückten Hilfsträger phasengleichen wiederhergestellten Hilfsträgers notwendig, eine bestimmte Bezugsphase vorzusehen. Als Bezugsphase können mehrere Zyklen des ursprünglichen, an der Vorderseite jedes Horizontalsyncsignals, d. h. jedes Horizontalzeilenintervalls, ähnlich dem Farbsynchronsignal im NTSC-Farbfernsehsystem, eingesetzten Hilfsträgers dienen, und zwar können beim Aufzeichnen mehrere Zyklen des 1,25-MHz-Hilfsträgers für die Modulation mit den Farbsignalen in einem Randabschnitt jedes Filmbildes am Beginn der Horizontalzeile aufgezeichnet werden. Wie oben erwähnt, ist diese Hilfsträgerfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Zeilenfrequenz, so daß das Bezugssignal als mehrere, in gleichem Abstand voneinander liegende vertikale Linien in Vertikalabtastrichtung aufgezeichnet wird. Selbstverständlich wird die Hilfsträgerwelle niemals im Halbbildabschnitt aufgezeichnet, da sie dort unterdrückt wird. Diese Anordnung ist in F i g. 8 dargestellt. Dieses Phasenbezugssignal kann der Farbfernsehsignalmodulations-Hilfsträgei selbst sein, oder es kann ein Impulssignal einer konstanten Impulslänge sein, bei dem das Ansteigen odei Fallen jedes Impulses als Phasenbezug dient. Wenn der Startpunkt des Zählens des Frequenzteiler-Zählwerks an diese Bezugsphase gebunden ist, kann man einen mit der unterdrückten Hilfsträgerwelle phasengleichen Hilfsträger erhalten. Zur Erzeugung eine« zweiten wiederhergestellten Hilfsträgers, der um 90^c in bezug zum anderen phasenverschoben ist, kanr ein Phasenschieber verwendet werden. Wenn eint vollkommenere Synchronisation erzielt werden soll kann ein um einen Zyklus der Luminanzsignalmodulations-Hilfsträgerwelle dem gleichphasigen wieder hergestellten Hilfsträger in Phase nacheilender Aus gang verwendet werden.

Auf diese Weise kann man durch vollkommen! Synchronisation mit dem als Bezugszeitgebersigna verwendeten 5-MHz-Ausgang eine vollkommene Syn chronfeststellung selbst dann erwarten, wenn auf grund einer Dehnung des ,pilms und Fluktuation de Lichtpunktgeschwindigkeit oder der Abtastgeschwin digkeit des Vidikons Zeitgeberändeningen der wie derhergestellten Hilfsträgerwelle auftreten, da de Luminanzsignalmodulations-Hilfsträger und der Färb signalmodulations-Hilfsträger gleich großen Fre quenzänderungen unterworfen sind.

Auf obige Weise können das Luminanzsignal um

die beiden Farbsignale wiedergewonnen werden. Di Demodulation des F-Signals ist jedoch nicht weseni lieh, wenn die Farbfernsehsignale für ein übliche Farbfernsehempfangsgerät reproduziert werden, wi

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im folgenden mit Bezug auf F i g. 5 erläutert wird. ¹⁰

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und" dl^ ?*? farbfernsehsignal nämlich dasΐ J?äSddST ΐ' ^Kombinatio" ** Sequenz

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gerfrequenz wird durch ein geeignetes Hochpaßfilter abgetrennt. Das Steuersignal wird zum Feststellen der beiden Farbsignale aus der Farbfernsehsignalinodulation verwendet.

Wie früher erwähnt, sind die Steuerfrequenz und die unterdrückte Hilfsträgerfrequenz in einem eini'achen ganzzahligen Verhältnis miteinander synchronisiert. Auf diese Weise kann der unterdrückte Hilfsträger durch Frequenzteilung und Multiplikation des Steuersignals wiedergewonnen werden. Bei dem Frequenzverhältnis von 3:4 im Fall der F i g. 6 erhält man durch Multiplizieren der Steuerfrequenz von 3.24 MHz mit 4 und Dividieren des Ergebnisses durch 3 einen wiederhergestellten Hilfsträger von 4,32 MHz. Selbst wenn die wiederhergestellte Hilfsträgerwelle aufgrund von Dehnung des Films und Fluktuation der Lichtpunktgeschwindigkeit oder Abtastgeschwindigkeit des Vidikons zeitliche Veränderungen aufweist, ist sie auf diese Weise mit dem Steuersignal immer vollkommen synchron, da sie den Veränderungen in gleichem Maß unterworfen ist wie das Steuersignal. Auf diese Weise wird eine synchrone Demodulation des Farbfernsehsignals ermöglicht. Der wiederhergestellte Hilfsträger für die Demodulation der 90° phasenverschobenen Modulation muß mit dieser nicht nur in der Frequenz, sondern auch in der Phase synchron sein. Durch Dividieren und Multiplizieren der Frequenz des Steuersignals entsteht jedoch in der resultierenden Welle ein Phasenfehler. Daher ist es zur Erzeugung eines mit dem unterdrückten Hilfsträger phasengleichen wiederhergestellten Hilfsträger notwendig, eine bestimmte Bezugsphase vorzusehen. Als Phasenbezug können mehrere Zyklen der ursprünglichen Hilfsträgerwelle dienen, die unmittelbar vor jeder Horizontalabtastzeile, d. h. jedem Horizontalzeilenintervall, ähnlich dem Farbsyncsignal im NTSC-Farbfernsehsystem eingesetzt werden, und zwar können beim Aufzeichnen mehrere Zyklen der 4,32-MHz-Hilfsträger für die Modulation mit dem Farbfernsehsignal in einem Randabschnitt jedes Filmbildes am Beginn der Horizontalzeile aufgezeichnet werden, wie in Fig. 8 dargestellt. Wie oben erwähnt, ist diese Hilfsträgerfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Zeilenfrequenz, so daß das Bezugssignal in Form von mehreren, in gleichen Abständen voneinanderliegenden vertikalen Linien in Vertikalabtastrichtung aufgezeichnet wird. Im Halbbildabschnitt darf die Hilfsträgerwelle niemals aufgezeichnet werden, da sie dort unterdrückt wird. Dieses Phasenbezugssignal kann der Farbfernsehsignalmodulations-Hilfsträger selbst sein, oder es kann ein Impulssignal einer konstanten Impulslänge sein, bei dem das Ansteigen oder Fallen jedes Impulses als Bezugsphase dient. Dadurch, daß der Frequenzteiler und -multiplikator an diese Bezugsphase gebunden sind, kann man eine Phase des wiederhergestellten Hilfsträger erhalten, die an das Steuersignal gebunden ist. Der so erhaltene wiederhergestellte Hilfsträger kann um 90° verschoben werden, wodurch man einen um 90° phasenverschobenen wiederhergestellten Hilfsträger erhält. Durch Verwendung der phasengleichen und um 90° phasenverschobenen wiederhergestellten Hilfsträgenvellen wird die Modulation mit unterdrückter Trägerfrequenz mit den Farbfernsehsignalen demoduliert, wodurch man die beiden Farbfernsehsignal erhält, die dann mit dem Luminanzsignal vereinigt werden, um Signale zu erhalten, die die Farbinfonnation der wiedergegebenen Szene oder des wiedergegebenen Bildes bilden.

Um ein den NTSC-Bedingungen entsprechendes Farbfernsehsignale zu erhalten, werden die beiden auf obige Weise wiedergewonnenen Farbsignale, nämlich das /- und das Q-Signal, dazu verwendet, den 3.58-MHz-Farbhilfsträger mit 90° Phasenverschiebung zu modulieren, und dem Modulationssignal werden die erforderlichen Vertikal-, Horizontal- und Farbsynchronsignale überlagert. Die Frequenz der Kombination dieser so erhaltenen Signale wird dann derart umgewandelt, daß das sich ergebende Signal mit dem betreffenden Fernsehsignal übereinstimmt. Auf diese Weise ist der Empfang und die Wiedergabe des übertragenen Signals über die Antenne eines üblichen Fernsehempfangsgeräts möglich.

Beim obigen Verfahren wird die phasen verschobene Modulation des Farbfernsehsignals einmal demoduliert, und dann werden die erhaltenen Farbfernsehsignale dazu benutzt, die phasenverschobene Modulation auf dem 3,58-MHz-Hilfsträger anzuordnen. Es ist auch möglich, die phasenverschobenc Modulation des 4,32-MHz-Hilfsträgers direkt, d. h. ohne Demodulation, in die phasenverschobene Modulation des 3.58-MHz-Hilfsträgers umzuwandeln. Zu diesem Zweck wird die Frequenz der durch das Filter abgetrennten phasenverschobenen Modulation des Videosignals in Gegenwart des Ausgangs eines 3,58-MHz-Kristallempfängeroszillators umgewandelt, und die Frequenz des sich ergebenden Signals wird in Gegenwart der aus dem obenerwähnten Steuersignal erzeugten gleichphasigen wiederhergestellten Hilfsträgerwelle nochmals umgewandelt, wodurch die Hilfsträgerfrequenz in 3,58 MHz umgewandelt wird. Diese Beziehung wird durch die folgende Gleichung dargestellt:

(4,32 ± S) (14 <)) + 3,58 - 3,24 (1 J- Λ).ν —

- 3,58 ± 5(1 - Λ)

Das erste Glied auf der linken Seite der Gleichung bezeichnet die abgetrennte Farbfernsehsignalmodulationswelle, das zweite Glied den 3,58-MHz· Oszillator-Ausgang und das dritte Glied die gleichphasige wiederhergestellte Hilfsträgerwelle. Durcl Addieren des ersten und zweiten Gliedes und Sub trahieren des dritten Gliedes von der Summe erhäl man das Modulationssignal von 3,58 MHz auf deJ rechten Seite der Gleichung. Da der ursprünglich« 4,32-MHz-Hilfsträger unterdrückt wird, ist das resul tierende signal eine Modulation mit 90° Phasen verschiebung und unterdrückter Trägerfrequenz. Ii der obigen Gleichung bedeutet S die Farbfernseh Signalfrequenz und ±5 die Modulationsseitenbänder <i bezeichnet die im wiedergegebenen Signal aufgrüne von Dehnung des Films und Fluktuation der Film abtastgeschwindigkeit auftretende Frequenzfehler komponenten. Das Ausmaß des Fehlers ist bei de Farbfernsehsignalmodulationswelle und der Steuer welle das gleiche. Demnach heben sich die Fehler de beiden Wellen auf, wie sich aus der obigen Gleichun ergibt und man erhält eine stabile 3,58-MHz-Welle Der Ausgang des 3,58-MHz-Kristalloszillators win so gewählt, daß er ein ungradzahliges Vielfaches de halben den NTSC-Bedingungen entsprechendei Zeilenfrequenz isL Dem so erhaltenen Farbfernseh quermodulationssignal von 3,58 MHz werden di

erforderlichen Vertikal-, Horizontal- und Farbsynchronsignale zuadiüeit, und die Frequenz der sich daraus ergebenden Kombination der Signale wird dann in Übereinstimmung mit dem entsprechenden Fernsehkanal umgewandelt Auf diese Weise ist es möglich, das übertragene Signal über die Antenne eines üblichen Fernsehempfängers zu empfangen und wiederzugeben.

Zusätzlich zur Verwendung des Steuersignals für die Erzeugung des wiederhergestellten Hilfsträgers, wie oben beschrieben, kann es auch für die Stabilisierung der reproduzierten Frequenz verwendet werden. Nach photoelektrischer Umwandlung verändert sich das Steuersignal gewöhnlich aufgrund der Dehnung des Films, der Fluktuation der Abtastgeschwindigkeit usw. zu einer Welle von 3,24 · (1 + <5) MHz. Wie oben erwähnt, bezeichnet δ die Größe des Frequenzfehlers. Dieser Fehler kann durch geeignetes Steuern der Abtastgeschwindigkeit ausgeschaltet werden, und zwar kann an der Wiedergabeseite ein mit 3,24 MHz schwingender Bezugsfrequenzoszillator vorgesehen sein, dessen Ausgangsfrequenz mittels eines Frequenzdiskriminators mit der wiedergegebenen Frequenz verglichen wird, um die Fehlerspannung proportional zur Differenz bzw. zur Fehlerfrequenz an die Abtastvorrichtung zurückzulegen, so daß die Fehlerspannung auf Null verringert werden kann. Mit anderen Worten, die Steigung der Sägezahnkippspannung des Vidikons kann durch einen geeigneten Steuerkreis derart gesteuert werden, daß sie verringert wird, wenn die Fehlerspannung positiv ist, und im Fall einer negativen Fehlerspannung erhöht wird. Beispielsweise kann die Zeitkonstante eines Sägezahngenerators entsprechend der Fehlerspannung variabel gemacht werden. Wenn die Frequenz des wiedergegebenen Steuersignals so gesteuert wird, daß sie in obiger Weise konstant ist, ist auch die wiederhergestellte Hilfsträgerfrequenz konstant.

In einem solchen Fall ist es möglich, die Farbfernsehsignale durch Verwendung eines an das Farbsynchronsignal gebundenen farbsynchronsignalgesteuerten Oszillators ganz in der gleichen Weise wie bei Wiedergabe des NTSC-Farbfernsehsignals festzustellen.

Bei der vorhergehenden Ausführungsform liegt das Steuersignal P in Abstand unter der unteren Grenze des Farbsignalmodulationsbandes. Alternativ kann es auch in Abstand über der oberen Grenze des Farbsignalmodulationsbandes liegen.

F i g. 7 zeigt noch eine weitere Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform weist das Steuersignal P eine Frequenz von 5,0 MHz auf, während der trägerunterdrückte Modulationshilfsträger eine Frequenz von 3,75 MHz hat. Das Verhältnis zwischen den beiden Frequenzen beträgt 4:3. Die letztere Frequenz kann aus der Multiplikation mit 3 und der Division durch 4 der früheren Frequenz unter den gleichen Prinzipien wie in der vorhergehenden Ausführungsf rm gemäß Fi g. 6 erzielt werden.

Da, wie beschrieben, in den vorhergehenden Ausführungsformen kein anderer aufgezeichneter Hilfsträger als die Steuerwelle vorhanden ist, tritt kein Schwebungsrauschen auf. Da ferner der wiederhergestellte Hilfsträger für die Demodulation des Farbfernsehsignalmodulationssignals aus dem Steuersignal synchron mit diesem erzeugt wird, wird, wenn die wiedergegebene Frequenz aufgrund von Dehnung des Films und Fluktuation des Abtastens der Lichtpunktröhre, des Vidikons od. dgl. Veränderungen unterworfen ist, keine Wirkung auf die Feststellung der Farbfernsehsignale ausgeübt, und eine zuverlässige Wiedergabe kann sichergestellt werden.

Obwohl sich die obigen Ausführungsformen mit /- und ß-Signalen als Farbvideosignale befassen, ist das Verfahren gemäß der Erfindung auch bei B-Y- und Ä-r-Farbdifferenzsignalen zu verwenden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Farbfemsehsignal-Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem zum Aufzeichnen und Wiedergeben von einem Luminanzsignal und zwei Farbsignalen, mit Multiplexaufzeichnung im gleichen Teilbild eines Monochrom-Films, gekennzeichnet durch das Bilden einer trägerunterdrückten Doppclseitenband-Amplitudenmodulation mit zumindest einem der Farbsignale in einem Frequenzband außerhalb des Frequenzbandes des Luminanzsignals.

2. Farbfemsehsignal-Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bilden einer trägerunterdrückten Doppelseitenband-Amplitudenmodulation für beide Farbsignale.

3. Farbfernsehsignal-Äufzeichnungs- und Wiedergabesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Luminanzsignal modulationsfrei aufgezeichnet ist.

4. Farbfernsehsignal-Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Luminanzsignal als Restseitenband-Amplitudenmodulationssignal aufgezeichnet ist.

5. Farbfernsehsignal-Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Freqi'enzen des ersten und des zweiten Trägers für die amplitudenmodulierten Farbsignale in einem ganzzahligen Verhältnis stehen und miteinander synchronisiert sind, und daß bei der Wiedergabe der für die Demodulation der trägerunterdrückten Doppelseitenbandsignale erforderliche Träger auf dem Wege der Frequenzteilung aus der das ganzzahlige Vielfache darstellenden Frequenz gewonnen ist.

6. Farbfernsehsignal-Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß phasenquadraturmodulierte Signale des ersten und des zweiten Farbsignals erzeugt sind, daß die Frequenzen des amplitudenmodulierten Trägers des Luminanzsignals und des Trägers des quadraturmodulierten Signals in einem ganzzahligen Verhältnis stehen, daß die Träger synchronisiert sind und daß der für die Demodulation des trägerunterdrückten Doppelseitenbandsignals erforderliche Träger durch Frequenzteilung der ein ganzzahliges Vielfaches darstellenden Frequenz erzielt ist.

7. Farbfemsehsignal-Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem nach Arspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vom Luminanzsignal ein Restteitenband-amplitudenmoduliertes Signal erzielt ist, daß die Frequenzen des Trägers des Luminanzsignals und des Trägers der Farbsignale in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen, daß die Träger synchronisiert sind, daß das sich ergebende Luminanzsignal und die sich ergebenden Farbsignale in einer Multiplex-Aufzeichnung auf der Basis einer Frequenzteilung aufgezeichnet sind, und daß der bei der Wiedergabe für die Demodulation oder Frequenzumsetzung des trägerunterdrückten quadraturmodulierten Farbsignals erforderliche Träger vom Träger des Luminanzsienals erhalten ist.

8. Farbfemsehsignal-Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Luminanzsignal unmoduliert vorliegt, daß ein Pilotsignal mit einer konstanten Frequenz vorgesehen ist, die in einem ganzzahligen Verhältnis zur Frequenz des quadraturmodulierlen Trägers des Farbsignals steht und synchron zu diesem ist, daß das Luminanzsignal und das quadraturmodulierte Signal gemeinsam mit dem Pilotsignal durch Frequenzteilung in einer Multiplexaufzeichnung auf der Aufzeichnungsschicht des Films aufgezeichnet sind, und daß der bei der Wiedergabe des trägerunterdrückten phasenquadraturmodulierten Farbsignals für die Demodulation oder Frequenzumsetzung erforderliche Träger mit Hilfe des Pilotsignals erzeugt ist.

9. Farbfemsehsignal-Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Wiedergabe durch entsprechende Steuerung der Abtastung die wiedergegebene Frequenz des Pilotsignals konstant und in Übereinstimmung mit der Frequenz des aufzuzeichnenden Pilotsignals gehalten ist.