DE2363960A1 - Vorrichtung zum aufzeichnen und wiedergeben von videosignalen - Google Patents

Description

SONY CORPORATION, TOKYO, JAPAN Vorrichtung zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Videosignalen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Videosignalen mit Synchronsignalen, welche Zeilen- und Teilbildintervalle der Videosignale bezeichnen.

Bei bekannten Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabesystemen für .ein optisches Bild- oder Videosignal auf einem magnetischen . Aufzeichnungsmedium wie einem Magnetband werden aufeinanderfolgende Teilbilder oder Raster des Videosignals entlang jeweiliger Aufzeichnungsipuren aufgezeichnet, welche sich schräg über das Band erstrecken, wobei Sicherheitsbänder oder Sicherheitsabstände zwischen aufeinanderfolgenden Aufzeichnungsspuren auf dem Aufzeichnungsmedium vorgesehen werden, so daß bei der Reproduktion des aufgezeichneten Videosignals durch Abtasten der Spuren aufeinanderfolgend durch einen magnetischen Wiedergabekopf oder Magnetköpfe das zu reproduzierende Signal während · des Abtastens von einer der Spuren nicht durch übersprechen. von dem in den nächstbenachbarten Spuren aufgezeichneten Signal verschlechtert wird. Die Breite von jedem, der Sicherheitsbänder oder der Stellen, auf denen keine Aufzeichnung vorgenommen wird, zwischen benachbarten Spuren, beträgt gewöhnlich zwischen 60 und 100% der Breite der Aufzeichnungsspuren, was zur Folge hat, daß zwischen 30 und 50% der Fläche des Aufnahmemediums verschwendet wird, d.h. nicht durch Aufzeichnungssignale besetzt wird. Dadurch wird selbst im Fall der Aufzeichnung von Videosignalen auf einem Magnetband eine verhältnismäßig große Länge des Magnetbandes zur Aufzeichnung von jeder Zeiteinheits-

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Periode des Videosignals benötigt> und wegen der begrenzten Länge des Bandes, die um eine eine einseine Spule gewickelt werden kann, kann das Videosignal nicht über eine lange Zeitdauer ohne Unterbrechung aufgenommen werden„ Sogar noch grössere Begrenzungen bezüglich der Zeitdauer, während der ein Videosignal ohne Unterbrechung aufgenommen werden kann, treten auf, wenn das Aufzeichnungsmedium die Form einer Platte aas magnetischem Scheibenmaterial mit einer spiralförmigen Aufzeichnungsspur mit Sicherheitsbändern zwischen benachbarten Windungen der Spiralspur hat oder in Form eines länglichen magnetischen Scheibenmaterials ausgebildet ist, welches eine Reihe von Aufζeichnungsspuren besitzt _e die sich im wesentlichen parallel sur Hauptachse erstrecken? und wobei Sicherheitsbänder zwischen solchen Spuren vorgesehen sind.

Bei den bekannten Systemen ist es wie beschrieben üblich, eine Servospuranordnung vorzusehen, durch die jeder Wiedergabekopf eine AufZeichnungsspur genau abtastet _g so daß die vorhergenannten Sicherheitsbänder gegen eine gleichzeitige Wiedergabe von Signalen schützen, welche in zwei benachbarten Spuren aufgezeichnet sind, die.etwa in Form von Schwebungen sich gegeneinander stören. .

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein System zum Aufzeichnen und/ oder Wiedergeben von Videosignalen auf einem Aufzeichnungsplattenmedium zu schaffen, mit dem die Ausnutzung des Aufzeichniongsmediums verbessert wird, ohne daß sich Störungen zwischen den/benachbarten Aufzeichnungsspuren aufgezeichneten und wiedergegebenen Signalen ergeben.

Das System soll so ausgebildet sein _s daß eine Servospuranordnung zum Abgleich- der Abtastwege des Magnetwiedergabekopfes relativ zn den Aufnahmespuren nicht erforderlich ist.

Ferner soll das System so ausgebildet sein_? daß keine Sicherheitsbänder zwischen aufeinanderfolgenden Aufzeichnungsspuren

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erforderlich sind, die sich sogar überlappen, um die Ausnutzung der Aufzeichnungsplatte für die Aufzeichnung von Signalen darauf zu verb essern, während jede Störung zwischeÄⁿbenachbarten Spuren aufgezeichneten Signalen während deren Wiedergabe verhindert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, das System so auszubilden, daß das aufgezeichnete Signal bei seiner Wiedergabe eine hohe Auflösung und einen hohen Rauschabstand hat.

Diese Aufgab e wird durch eine Vorrichtung zum Aufzeichnen und Wiedergeben von Videosignalen, welche Synchronsignale zur Bezeichnung von Zeilen- und Teilbildintervallen der Videosignale besitzen, gelöst, welche gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch ein Aufzeichnungsmedium, eine neben dem Aufzeichnungsmedium angeordnete Signal-Aufzeichnungseinrichtung, welche mit den auf dem Aufzeichnungsmedium aufzuzeichnenden Videosignalen beaufschlagt wird, wobei das Aufzeichnungsmedium und die Signal-Aufzeichnungseinrichtung so relativ zueinander bewegt werden, daß die Videosignale auf dem Aufzeichnungsmedium in aufeinanderfolgenden Aufzeichnungsspuren aufgezeichnet werden, welche sich parallel zueinander erstrecken und aneinanderstoßende Längsränder besitzen und wobei die Synchronisiersignale der in benachbarten Aufzeichnungsspuren aufgezeichneten Videosignale zueinander in einer Richtung unter rechtem Winkel zu der Länge der Spuren abgeglichen sind, und durch eine Signalreproduzierende Einrichtung, welche relativ zu dem Aufzeichnungsmedium zum nacheinander erfolgenden Abgreifen der Aufzeichnungsspuren, wobei die Signal-reproduzierende Einrichtung eine wirksame Breite hat, die wesentlich größer ist als die Breite von jeder der Aufzeichnungsspuren, so daß die ganze Breite von wenigstens einer der dazu benachbarten Aufzeichnungs— spuren gleichzeitig abgetastet und Signale davon reproduziert werden.

Die Videosignale werden also in aufeinanderfolgenden Aufzeichnungsspuren auf einer Aufzeichnungsplatte ohne Sicherheitsbänder

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oder Sicherheitsabstände zwischen aufeinanderfolgenden Spuren aufgezeichnet, so daß die gesamte Fläche der Aufzeichnungsplatte zum Aufzeichnen von Videosignalen verwendet werden kann, und die Synchronsignale der in den benachbarten Spuren aufgezeichneten Videosignale sind in der Richtung unter rechtem Winkel zur Länge der Spuren abgeglichen, und besitzen ferner Trägerkomponenten derselben Frequenz und derselben Phasenbeziehung zur wirksamen Abtastrichtung während der Aufzeichnung, so daß während der Reproduktion der aufgezeichneten Videosignale eine Störung zwischen den Signalen, welche von benachbarten Spuren reproduziert werden, nicht auftritt. Während der Wiedergabe werden die aufgezeichneten Spuren vorzugsweise entlang einer Fläche abgetastet, welche wesentlich größer ist als die Breite der Steigung der Aufseichnungsspuren, so daß die Wiedergabe der aufeinanderfolgend aufgezeichneten Signale ohne das Vorsehen einer Servogleichlaufanordnung sichergestellt ist. Bei dieser Wiedergabe der aufgezeichneten Signale werden die Signale von wenigstens zwei benachbarten Spuren gleichzeitig reproduziert, ohne daß eine Störung zwischen den reproduzierten Signalen auftritt, so daß eine hohe Auflösung und ein hoher Rauschabstand erreicht wird.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer magnetischen Aufzeichnungsplatte mit Spiralaufzeich nungsspuren und einem Signalwiedergabekopf darauf zur Verwendung gemäß der Erfindung?

Fig. 2 eine vergrößerte proj Isierte Darstellung, in der die Anordnung zwischen benachbarten Spuren und dem Signalwieäergabekopf und der In solchen benachbarten Spiral-Spuren auf der Aufseiehnungsplatte gemäß Fig. 1 aufzuzeichnende Signalträger gezeigt sind? -

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Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung, anhand derer die Aufzeichnung eines Videosignals auf einer Aufzeichnungsmediumplatte erklärt wird;

Fig. 4 ein Blockdiagramm einer Schaltung zur Verwendung in einer Videoaufzeichnungs- und/oder Wiedergabevorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 5 eine graphische Darstellung einer Bessel-Funktion;

Fig. 6 Phasendiagramme für den Träger und das erste phasenmodulierte Seitenband;

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine andere Ausfuhrungsform einer magnetischen Aufzeichnungsplatte mit einer Mehrzahl von Aufzeichnungsspuren und einem Signalwiedergabekopf zur Verwendung gemäß der Erfindung; und

Fig. 8 einen Vertikalquerschnitt durch eine Querabtast-Drehkopf anordnung, welche gemäß der Erfindung zusammen mit der in Fig. 7 gezeigten Aufzeichnungsscheibe verwendet werden kann.

Es wird zunächst insbesondere auf Fig. 1 Bezug genommen, in der das gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendete Aufnahmemedium in Form einer Aufzeichnungsplatte 1 aus magnetischem Scheibenmaterial gebildet ist. Videosignale werden auf der magnetischen Aufzeichnungsplatte 1 mit Hilfe eines nicht gezeigten magnetischen Aufnahmekopfes aufgezeichnet, welcher gegen die Oberfläche der Aufzeichnungsplatte 1 gerichtet ist und wobei sich ein Spalt des Kopfes radial in Bezug zum Mittelpunkt der Aufzeichnungsplatte erstreckt. Es sind geeignete, herkömmliche, nicht gezeigte Mechanismen vorgesehen, um den Aufzeichnungskopf radial zur Aufzeichnungsplatte 1 zu bewegen, während letztere gedreht wird. Auf diese Weise wird während jeder Umdrehung der Aufzeichnungsplatte 1 das dem Aufzeichnungskopf zugeführte Videosignal in einer Spiralspur, beispielsweise der Spiralaufzeichnungsspur T aufgezeichnet, welche an ihren Enden mit den benachbarten Spiralaufzeichnungsspuren T _.. und T - ^zu~

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sammenstößt, so daß die aufeinanderfolgenden Spiralaufzeichnungsspuren aufeinanderfolgende Windungen einer kontinuierlichen Spiralaufzeichnungsspur bilden. Die Steigung P der aufeinanderfolgenden Spiralaufzeichnungsspuren wird durch die Umlaufgeschwindigkeit der Platte 1 und die Geschwindigkeit der Radialbewegung des Aufzeichnungskopfes bestimmt.

Gemäß der Erfindung werden die aufeinanderfolgenden Spiral- . auf Zeichnungsspuren T-., T , T₊₁, ... auf der Aufzeichnungsplatte 1 ohne Sicherheitsbänder oder Abstände dazwischen gebildet, indem der magnetische Aufzeichnungskopf eine Spaltbreite erhält, die gleich der Steigung P der Spiralaufzeichnungsspuren ist. Die Drehgeschwindigkeit der Aufzeichnungsplatte 1 während der Aufzeichnung wird so gewählt, daß in jeder der Spiralaufzeichnungsspuren ein einem jeweiligen Raster oder Teilbild der aufzuzeichnenden Videosignale entsprechendes Videosignal aufgezeichnet ist. So kann die Magnetaufzeichnungsplatte 1 beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 3O Umdrehungen pro Sekunde gedreht werden, so daß in jeder der Spiralspuren T _-a T , T₊₁, ... das Videosignal,entsprechend einem jeweiligen Teilbild aufgezeichnet ist, wobei die Vertikalsynchronsignale V und die Horizontalsynchronsignale H des in jeder Spiralaufzeichnungsspur aufgezeichneten Videosignals in radialer Richtung der Aufzeichnungsplatte 1, d.h. in Richtung unter einem rechten Winkel zur Länge der Aufzeichnungsspuren ausgerichtet sind, wobei die Vertikal- und Horizontalsynchronsignale V und H der Videosignale in den benachbarten Spiralspuren aufgezeichnet sind, wie es in Fig. 1 gezeigt ist.

Die in der oben beschriebenen Weise auf der Magnetaifzeichnungsplatte 1 aufgezeichneten Videosignale werden mit Hilfe eines magnetischen Wiedergabekopfes 2 reproduziert, welcher gemäß der Erfindung einen Spalt g mit einer Breite d hat, welche wesentlich größer und vorzugsweise gleich dem Zweifachen der Steigung oder der Breite P aufeinanderfolgender Spiralaufzeichnungsspuren Τ-·, T , T₊₁, ... hat. Wird die Aufzeichnungsplatte 1 gedreht

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und der Wiedergabekopf 2 während der Wiedergabe in radialer Richtung bewegt, um die Spiralaufzeichnungsspuren aufeinanderfolgend mehr oder weniger abzutasten, dann tastet der Wiedergabekopf in jedem Moment die volle Breite von einer der'Spiralaufzeichnungsspuren und Teile von zwei aufeinanderfolgenden Spiralaufzeichnungsspuren zur simultanen Wiedergabe von Signalen von denselben ab. Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, in der ein Teil der Aufzeichnungsplatte 1 von Fig. 1 in vergrößertem Maßstab und projiziert dargestellt ist, so daß die verschiedenen Aufzeichnungsspuren gradlinig erscheinen, erstreckt sich der Spalt g auch quer und tastet Teile der Breiten von den benachbarten Spuren T _.. und T₁ ab, wenn der Kopf 2 so angeordnet ist, daß ein Spalt g die volle Breite der Spur T abtastet.

In der obigen Beschreibung wurde angenommen, daß getrennte Magnetköpfe für die Aufzeichnung und die Wiedrgabe der Videosignale auf der Aufzeichnungsplatte 1 von Fig. 1 verwendet werden, wobei der Aufzeichnungskopf eine Spaltbreite gleich der Steigung P aufeinanderfolgender Spiralaufzeichnungsspuren und der Wiedergabekopf 2 eine Spaltbreite d gleich etwa dem Zweifachen der Steigung P ist. Gleiche Ergebnisse können jedoch erreicht werden durch Verwenden des gleichen Magnetkopfes sowohl für die Aufzeichnung als auch für die Wiedergabe. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, kann die Aufzeichnung von Videosignalen auf einer Aufzeichnungsplatte MS mit einem Magnetkopf MH bewirkt werden, welcher einen Spalt g mit einer Breite besitzt, welche im wesentlichen größer ist als das Zweifache der gewünschten Breite oder Steigung P aufeinanderfolgender Aufzeichnungsspuren t -, t , t ₊₁, ... . Mit der vorhergehenden Anordnung wird während der Aufzeichnung der Kopf MH.relativ zur Aufzeichnungsplatte MS in der durch den Pfeil S gezeigten Richtung bewegt, um ein Teilbild oder einen Raster eines Videosignals in beispielsweise der Spur t_n aufzuzeichnen. Ferner wird der Kopf MH relativ zur Aufzeichnungsplatte MS um den Steigungsabstand P in Richtung unter rechtem Winkel zu dem Pfeil S

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versch oben, so daß die nächste AufZeichnungsspur t - mit einem darin aufgezeichneten Teilbild oder Raster des Videosignals sich mit der vorher aufgezeichneten Spur t partiell überlappt. In dem Bereich einer solchen Überlappung wird das vorher in der Spur t aufgezeichnete Signal gelöscht und durch das in der Spur t ₊- aufgezeichnete Signal ersetzt. Versuche haben gezeigt_f daß bei sich in der oben beschriebenen Weise überlappenden aufeinanderfolgenden Äufzeichnungsspuren das vorher aufgezeichnete Signal im wesentlichen keine Wirkung auf das darüber aufgezeichnete Signal besitzt. Bei Vollendung der Aufzeichnungsoperation gemäß Fig. 3 haben die aufeinanderfolgenden Aufzeichnungsspuren t- _g t, t .-, ... , in denen jeweils ein Halbbild oder Raster eines Videosignals -aufgezeichnet ist, eine Steigung oder Breite P, die wesentlich kleiner ist als beispielsweise eine halbe Spaltbreite des Magnetkopfes MH. Danach kann während der Wiedergabe der auf der Aufzeichnuagsplatte MS aufgeseichneten Signale derselbe Magnetkopf MH zum aufeinanderfolgenden Abtasten der Aufzeichnungsspuren in. der oben urater Bezugnahme auf Fig« 2 beschriebenen Weise verwendet werden? d.h. zm& vollständigen Abtasten der Breiten von einer Ikuifzeichnungsspur t» während gleichzeitig Teile der Breiten der benachbarten Aufzeichnungsspuren t _Λ und t ,.

η— ι η+1

abgetastet werden.

Während der Aufzeichnungsoperatioa wird das Videosignal vor der Aufzeichnung moduliert„ beispielsweise phasenmoduliert. Während-der Wiedergabe wird das reproduzierte Signal demoduliert, um das reprÄsierte. Videosignal zu erhalten« Wie es beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist^ wird das aufzuzeichnende Videosignal einer Eingangsklemme 3 zugeführt und von dieser einem Phasenmodulator 4 s«m Fhasenmodulieren des von einem Oszillator koiäHnenäexi Trägersigaals zugeführt. Das phasenmodulierte Signal wird einem ikt&fzeiehmaBgsmagnefckopf" S zugeführt raid dann auf der magnetischen Platte oder Aufseichaungsplatte 1 in der oben beschriebenen tJeise auf gezeichnet ο Während der Wiedergabe wird das von eiaem Wieäergabemagnetkopf 2 abgenommene Signal über einen

Verstärker 7 und dann einen Begrenzer 8 zu einem Demodulator 9 geführt. Das demodulierte Ausgangssignal von dem Demodulator 9 wird an eine Ausgangsklemme 10 gegeben.

Gemäß der Erfindung wird der Oszillator 5 geeigneterweise synchron mit der Dreirang der Aufzeichnungsplatte 1 während der Aufzeichnung gesteuert_f so daß die Trägerkomponenten der phasenmodulierten Signale, welche in den aufeinanderfolgenden Aufzeichnungsspuren T ., T , ^T _n+i' '" ' ^we-L^cne durch die gestrichelten Linien bei J in Fig. 2 dargestellt sind, dieselbe Frequenz- und dieselbe Phasenbeziehung zu der wirksamen Abtastrichtung während der Aufzeichnung haben. Mit anderen Wor·" ten gesagt sind die Trägerkomponenten J der in aufeinanderfolgenden Spiralaufzeichnungsspuren auf der Aufzeichnungsplatte 1 von Fig. 1 aufgezeichneten phasenmodulierten Signale miteinander in radialer Richtung abgeglichen.

Ferner wird gemäß der Erfindung der Modulationsindex m des aufgezeichneten phasenmodulierten Signals klein gemacht, beispielsweise vorzugsweise kleiner als 1,O und auf jeden Fall kleiner als 2,405, und zwar aus später noch zu erläuternden Gründen.

Der Modulationsindex m wird im Fall der Phasenmodulation ausgedrückt als Radiant entsprechend der Phasenabweichung des modulierten Trägers relativ zu dem unmodulierten Träger und variiert in Obereinstimmung mit dem momentanen Wert des modulierten Trägersignals zu den jeweiligen Zeitpunkten davon. Dementsprechend bedeutet die Tatsache, daß der.Modulationsindex m kleiner als etwa 1,O beispielsweise ist, daß bei Phasendemodulation der reproduzierten Signale die Phasenabweichung höchstens ein Radiant ist.

Das phasenmodulierte Trägersignal wird ausgedrückt als eine Bessel-Funktion der Summe des Trägers J und der oberen und der unteren Seitenbandkomponenten der Signale erster, zweiter und dritter Ordnung, J*, Jj, Jor ··· / wie es in Fig. 5 gezeigt

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ist, wo die Werte des Trägers und der Seitenbandkomponenten als Ordinaten und die Werte des Modulationsindex m auf der Abszisse abgetragen sind»

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß bei einem Modulationsindex m kleiner als 1 die Komponenten, welche höher sind als die zweite Ordnung-Seitenbandkomponente,, ausreichend klein werden und daher vernachläßigt werden können« Ferner kann die Amplitude des Trägers J_Q als konstant angesehen werden unabhängig von dem Wert des Modulationsin&x m oder dem Momentanwert des modulierenden Signals an den jeweiligen Zeitpunkten des modulierenden Signals. Das Vorhergehende ergibt sich aus der Tatsache, daß die Phase des Videosignals (composite signal) J₁ der oberen und unteren Seitenbandkomponenten erster Ordnung stets verschoben sind oder von dem Träger J in der Phase um 90° abweicht. Infolge der Tatsache, daß die Amplitude der ersten Ordnung-Seitenbandkomponente J-., welche in der Phase um 9O° verschoben ist, in Übereinstimmung mit dem Wert des modulierenden Signals zu den entsprechenden Zeitpunkten geändert wird, wie es-in Fig. 5 gezeigt ist, wird auch die■Phasenabweichung von dem modulierten Signal als einem zusammengesetzten Signal von Träger J und erster Ordnung-Seitenbandkomponente J- , relativ zu dem Träger geändert.

Wenn, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, die Mitte Z des Spaltes g des Kopfes 2 von der Mitte Y der Spur T um den Abstand χ verschoben wird, dann tastet der Spalt g des Kopfes 2 die Breite

d—P d P d—P

—= χ der Spur T ₁ und die Breite «·-(*·- x) = —*— + χ der

δ η—ι δ & δ

Spur T₊₁ ab. Daher können die Abtastverhältnisse K₁ und K₂ für die Spuren T-. und T ₊₁ jeweils ausgedrückt werden als:

d—P - d—P

~2 ^x = K₁ und T" ^{+ x} = K₂ ,

P P

weil der Trägx J in den aufeinanderfolgenden Spuren T_-1, T ,

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T .., ... mit im wesentlichen derselben Amplitude aufgezeichnet wird, wobei die Phasen des Trägers in benachbarten Spuren in radialer Richtung, d.h. unter rechtem Winkel zu der Äbtastrichtung koinzident sind. Auf diese Weise ist die Amplitude der Trägerkomponente in dem reproduzierten Signal von dem Kopf 2 eine Zusammensetzung von Komponenten des in Fig. 6 gezeigten Trägers, und daher wird die folgende Gleichung erfüllt:

^K1^Jo ⁺ V^{+ K}2^Jo =1 ^Jo *

Da unabhängig von der Stellung des Kopfes 2 das Verhältnis zwischen der Gesamtbreite d des Spaltes g und der Spursteigung P konstant ist, besitzt die obige Zusammensetzung der Komponenten des Trägers einen konstanten Wert. Die Amplituden der ersten Seitenbänder in den Spuren T_n ^₁, T_R und T_n+1 ändern sich in einem direkten 1:1-Verhältnis in Übereinstimmung mit den sQomentanen Werten der in den jeweiligen Spuren als eine Modulationswelle aufgezeichneten Videosignale und unterscheiden sich voneinander gemäß J- , -* , J₁/_n% und J-W_n+1) iⁿ Fig· 6· Dementsprechend wird die Amplitude der ersten Seitenbandkomponente in dem reproduzierten Signal von dem Kopf 2 ausgedrückt durch

^K1*^J1(n-1) ^{+ J}1(n) ^{+ K}2-^J1(n+1)/

Unter Brücksichtigung der ersten Seitenbandkomponente ist das zusammengesetzte Signal, welches durch den Kopf 2 aus den Signalen mit dem Niveauverhältnis K-:TsKj, welche die bei gleichem Niveau in den jeweiligen Spuren T₁, T_n und T_n+1 nach getrennter Phasenmodulation aufgezeichnet wurden, reproduziert wird, im wesentlichen gleich dem zusammengesetzten Signal, welches reproduziert werden würde, wenn die ganzen Breiten der Spuren T_n-1 * T_n und T_n+1 abgetastet würden und die in solchen Spuren aufgezeichneten Signale Trägersignale wären, welche mit Videosignalen mit dem Niveauverhältnis K^IjK₂ moduliert wären. Wird so ein reproduziertes Signal von dem Kopf 2 in der

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oben beschriebenen Weise demoduliert, dann ist das erhaltene demodulierte Signal im wesentlichen äquivalent dem zusammengesetzten Signal, welches erhalten werden würde aus der Kombination der nicht modulierten Videosignale bei vorbestimmtem Niveauverhältnis dazwischen entsprechend der Position des Kopfes 2. Mit anderen Worten gesagt sind die Trägerkomponenten J und die zusammengesetzten reproduzierten Signale von den ersten Ordnungs-Seitenbandkomponenten J.. äquivalent zu dem Fall, in dem das Videosignal optisch zusammengesetzt wird oder wo das Videosignal durch ein sogenanntes direktes Aufzeichnungsverfahren auf einem Band ohne Modulation wie im Fall eines Tonsignals aufgezeichnet und dann reproduziert wird. Die Signalkomponenten, welche höher sind als die zweiten Ordnungs-Seitenbandkomponenten, können in gleicher Weise behandelt werden.

Selbst wenn der Spalt g des Kopfes 2 relativ zur Spur T in beispielsweise eine der in gestrichelten Linien bei g¹ und g" gezeigten Positionen verschoben wird, wird keine Schwebung als Folge von Übersprechen zwischen benachbarten Spuren erzeugt. Auf diese Weise werden vorbestimmte reproduzierte Videosignale mit einer sogenannten Spurservoanordnung erreicht, welche für die Signalwiedergabe nicht erforderlich ist, und wobei die Ausnutzung des Aufzeichnungsbereiches der Platte stark vergrößert wird, weil keine Sicherheitsbänder zwischen benachbarten Aufzeichnungsspuren erforderlich sind. Da die Spurgenauigkeit nicht beachtet werden muß, kann die Breite des Spaltes g des Wiedergabekopfes 2 und damit auch die Breite P der Spuren eingeengt werden, um die Zeitdauer stark zu vergrößern, während der Videosignale ohne Unterbrechung aufgezeichnet werden können.

Da gemäß der Erfindung die Spaltbreite des Wiedergabekopfes 2 viel größer gewählt wird als die Aufzeichnungsspursteigung P, beispielsweise mehr als'das Zweifache der Breite, reproduziert

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der Wiedergabekopf gleichzeitig Signale, welche auf den benachbarten Spuren aufgezeichnet sind, was zur Folge hat, daß ein Bild mit verbessertem Rauschabstand und hoher Auflösung reproduziert werden kann.

Obwohl die aus den in benachbarten Spuren aufgezeichneten Signalen zusammengesetzten Signale aufeinanderfolgend reproduziert werden, bringt diese Tatsache kein wesentliches Problem vom praktischen Standpunkt mit sich.

Da der Modulationsindex m zunimmt, wird die Amplitude des Trägers J in der modulierten Welle graduell kleiner und kann nicht konstant gehalten werden, wie es aus Fig. 5 ersichtlich ist. Als Ergebnis davon entsprechen die Werte des Videosignals, d.h. des Modulationssignals zu jeweiligen Zeitpunkten nicht linear der ersten Ordnungs-Seitenbandkomponente. Wird diese forschIechterung der Linearität in einem gewissen Maß hingenommen, dann wirft das kein Problem in dem B ereich auf, in dem die Amplitude des Trägers J nicht unter einen Punkt abgefallen ist, bei dem der Modulationsindex m 1 übersteigt. In der Theorie kann Phasemodulation innerhalb des Bereiches erreicht werden, innerhalb dessen der Träger J nicht abfällt (d.h., der Modulationsindex m ist kleiner als 2,405). In der Praxis wird bevorzugt, daß der Modulationsindex m in der Nähe von 1,3 liegt (was einem Winkel von etwa 75 entspricht).

In Fig. 7 ist ein Aufnahmemedium zur Verwendung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung gezeigt, welches eine längliche oder rechteckige magnetische .Scheibe 11 ist, auf der Videosignale in aufeinanderfolgenden Spuren T _Λ , T , T ,₁, ... ,

η— ι η nt ι

welche sich im wesentlichen in der Richtung der Hauptachse der länglichen Aufzeichnungsplatte 11 erstrecken und" welche ohne Sicherheitsbänder oder Sicherheitsabstände zwischen den benachbarten Aufzeichnungsspuren gebildet sind, aufgezeichnet werden. Wie bei der vorher beschriebenen Ausfuhrungsform ist in jeder der Aufzeichnungsspuren auf der Aufzeichnungsplatte 11 ein

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Videosignal entsprechend einem jeweiligen Teilbild oder Raster da: aufzuzeichnenden Videosignale aufgezeichnet, wobei die VertikalSynchronsignale V und die Horizontalsynchronsignale H der in benachbarten Aufzeichnungsspuren aufgezeichneten Videosignale in der Richtung unter rechtem Winkel zur Länge der Aufzeichnungsspuren abgeglichen sind.

Bei der Reproduktion der in den Auf zeichnung s spuren auf der Aufzeichnungsscheibe 11 aufgezeichneten Videosignale wird ein magnetischer Wiedergabekopf 12 mit einem Spalt g der Breite d, welche im wesentlihen größer ist als beispielsweise das Zweifache der Breite oder der Steigung P der Aufzeichnungsspuren, parallel zur Hauptachse der länglichen Aufzeichnungsplatte 11 bewegt, während letztere unter rechtem Winkel dazu in der Rich tung des Pfeiles g bewegt wird, so daß der-Wiedergabekopf 12 in seiner Wirkung in Richtung des Pfeiles P_a bewegt wird, um die volle Breite auf einer der Aufzeichnungsspuren, beispielsweise der Aufzeichnungsspur T und auch Teile der Breiten der benachbarten Spuren T__- und T_n+-I in der vorher beschriebenen Weise abzutasten. Wenn der Wiedergabekopf 12 das Ende der Aufzeichnungsspur T erreicht, beginnt ein anderer, nicht gezeigter magnetischer Wiedergabekopf seine Bewegung entlang der nächsten Aufzeichnungsspur

Wie in Fig. 8 gezeigt ist, kann eine Vouxchtung zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe von Videosignalen auf der länglichen Aufzeichnungsplatte 11 in Fig. 7 eine im wesentlichen halbkreis förmige Aufzeichnungsplattenführung 13 aufweisen, welche sich um den unteren Teil einer drehbaren Führungstrommel 14 herum erstreckt, wobei ein Abstand oder ein Spalt 15 zwischen Führung 13 und der äußeren Oberfläche 14a der Trommel 14 gebildet wird. Diametral einander gegenüberliegende Magnetkopfanordnungen 12a und 12b sind in der Trommel 14 zur Drehung mit derselben montiert und weisen Kopfblättchen (head chipsj 12 auf, welche sich von der Außenoberfläche 14a der Trommel aus erstrekum mit der magnetisch- beschichteten Oberfläche 11a der Avsf-

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zeichnungsplatte 11 in Kontakt zu kommen, wenn letztere in den Abstand oder Spalt 15 so eingeführt wird, daß eine ihrer Endkanten 11b an einem auf der Führung 13 vorgesehenen Anschlag 16 anliegt. Während der Aufzeichnung oder Wiedergabe wird die Trommel 14 beispielsweise in der Richtung des Pfeiles R gedreht, und die Aufzeichnungsplatte 11 in dem Abstand oder Spalt 15 wird gleichzeitig in einer Richtung parallel zu der Drehachse der Trommel 14 durch einen geeigneten Mechanismus, welcher die Führung 13 axial relativ zu der Trommel 14 verschiebt, bewegt. Die Drehgeschwindigkeit der Trommel 14 wird so gewählt, daß die Trommel 14 beispielsweise mit 30 Umdrehungen pro Sekunde umläuft, so daß die Köpfe 12a und 12b abwechselnd jeweils ein Videosignal entsprechend einem jeweiligen Teilbild in einer sich im wesentlichen in Längsrichtung auf der Platte 11 erstreckenden Spur (Fig. 7) aufzeichnen oder reproduzieren. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Aufzeichnungsplatte 11 in der Richtung der Drehachse der Trommel 14 wird in Bezug auf die Drehgeschwindigkeit der Trommel so gewählt, daß die gewünschte Breite oder Steigung P aufeinanderfolgender Aufzeichnungsspuren erreicht wird, welche gemä β der Erfindung wesentlich kleiner als beispielsweise einhalb der Spaltbreite des Kopfblättchens 12 von jeder der Kopfanordnungen 12a und 12b ist. In dem Fall, in dem die Kopfanordnungen 12a und 12b sowohl zur Aufzeichnung als auch zur Wiedergabe von Videosignalen verwendet werden, überlappen sich aufeinanderfolgende Aufzeichnungsspuren während der Aufzeichnung, so daß die endgültigen Aufzeichnungsspuren eine Breite oder Steigung P haben, welche kleiner ist als die Spaltbreite der Magnetköpfe, wie es unter Bezugnahme auf Fig. 3 oben beschrieben wurde.

In der in Fig'. 8 gezeigten Vorrichtung ist der Spalt oder Abstand 15 zwischen Führung 13 und Trommel 14 vorzugsweise breiter als die Dicke der Aufzeichnungsplatte 11, so daß die von der äußeren Oberfläche 14a der Trommel 14 hervorstehenden Kopfblättchen 12, welche sich mit der magnetisch beschichteten Oberfläche 11a in Kontakt befinden, infolge der Elastizität der

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Aufzeichnungsplatte diese in den Kontaktbereichen der Kopfblättchen mit der Platte etwas drücken oder leicht auslenken.

Obwohl die Erfindung gemäß obiger Beschreibung bei der Aufzeichnung oder Wiedergabe von Videosignalen auf einem Aufnahmemedium in Form einer Platte oder einer länglichen Scheibe beschrieben worden ist, ist es offensichtlich, daß die Erfindung auch bei der Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen in aufeinanderfolgenden Aufzeichnungsspuren, welche sich schräg über ein Magnetband erstrecken, verwendet werden kann. Bei der Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen in Quer- oder Schrägspuren auf einem Magnetband können natürlich nach der Erfindung die üblichen Sicherheitsbänder oder Abstände zwischen benachbarten Aufzeichnungsspuren weggelassen werden. Bei Anwendung der Erfindung auf die Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen in Quer- oder Schrägspuren auf einem Magnetband sind die Vertikal- und Horizontalsynchronsignale in benachbarten Aufzeichnungsspuren abgeglichen, der Modulationsindex der Modulation der Videosignale vor der Aufzeichnung ist klein, und die aufgezeichneten Signale werden mit einem Wiedergabekopf reproduziert, welcher eine Spaltbreite besitzt, die wesentlich größer ist als die Steigung oder Breite der aufeinanderfolgenden Aufzeichnungsspuren, wie es unter Bezugnahme auf die dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung bereits oben erläutert ist.

Wie bereits ausgeführt, werden die Videosignale vor der Aufzeichnung vorzugsweise phasenmoduliert. Die Videosignale können aber auch direkt ohne moduliert zu werden aufgezeichnet oder nach einer Amplitudenmodulation aufgezeichnet werden. Werden die Videosignale direkt auf das magnetische Aufzeichnungsmedium oder nach einer Amplitudenmodulation darauf aufgezeichnet, dann unterliegen die Videosignale als Folge der Eigenschaften des magnetischen Aufzeichnungsmediums, des magnetischen Wiedergabekopfes und des Verstärkers einer Amplitudenänderung,

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was zur Folge hat, daß ein sogenanntes AM-Rauschen (Amplitudenmodulationsrauschen) in den reproduzierten Signalen erzeugt und dadurch der Rauschabstand der letzteren vermindert wird. Werden die Videosignale nach einer Phasenmodulation aufgezeichnet, dann werden die reproduzierten Signale durch einen Begrenzer 8 (Fig. 4) geleitet, ehe sie zu dem Demodulator 9 geleitet werden, so daß die vorher genannte Amplitudenvariation eliminiert werden kann.

Werden die Videosignale vor ihrer Aufzeichnung eher frequenzmoduliert als phasenmoduliert, dann variiert der Modulationsindex im Fall der Frequenzmodulation in das zur Frequenz der Modulations-Videosignale. Wegen einer solchen Änderung des Modulationsindex kann die Amplitude des Trägers J nicht annähernd konstant gehalten werden, und die Amplituden der ersten und zweiten oberen und unteren Seitenbandkomponenten der in benachbarten Spuren aufgezeichneten Signale haben nicht das gewünschte Verhältnis zueinander, wie es oben beschrieben ist. Werden die Videosignale dagegen vor der Aufzeichnung phasenmoduliert, wie es gemäß der Erfindung bevorzugt wird, dann ist der Modulationsindex unabhängig von der Frequenz der Modulations-Videosignale und kann klein gemacht werden, so daß die Amplitude des Trägers J annähernd konstant ist, und die ersten und zweiten Seitenbandkomponenten der in benachbarten Spuren aufgezeichneten Signale können bei der Reproduktion das gevihschte Verhältnis haben, um ein reproduziertes Signal zu erhalten, welches nach der Demodulation den Originalvideosignalen entspricht und frei von AM-Rauschen sind.

Wird ein zusammengesetztes Farbvideosignal aufgezeichnet, dann wird die Leuchtdichte-Signalkomponente nach der Phasenmodulation aufgezeichnet, wie es oben beschrieben ist. Andererseits wird die Farbart-Signalkomponente, welche in einem Färbartzwischenträger enthalten ist, der mit einem roten Farbdiffi. -τsignal (R-Y) und einem blauen Farbdifferenzsignal (B-Y) a- ,adenmoduliert ist, bezüglich der Frequenz ^gewandelt zu einem niedrigeren Frequenzband vor dem Zusetze--■ '*-.- d?: ^fn phasenmoduliert^

. · . . 4 0 ; B 2 7 .' U ' '■ 2

Leuchtdichtesignal zur Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsmedium mit dem Frequenz-umgewandelten Farbartzwischenträger in benachbarten Spuren, welche in derselben Phasenbeziehung zu der wirksamen Abtastrichtung des Wiedergabekopfes abgeglichen sind, wie es in Bezug auf den Träger des phasenmodulierten Signals oben beschrieben wurde.

Bisher wurde die Erfindung in Anwendung auf eine magnetische Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen beschrieben. Anstelle des magnetischen Aufzeichnungsmediums kann das Aufzeichnungsmedium aber auch aus einer dünnen Plastikfolie gebildet werden, in der Rillen mit variierenden Tiefen gebildet sind, we1ehe' die Aufzeichnungsspuren mit darin aufgezeichneten Videosignalen bilden, wobei derart aufgezeichnete Signale durch einen Diamanten oder eine andere Nadel, welche sich entlang der aufeinanderfolgenden Aufzeichnungsspuren bewegt, und einen zugehörigen piezoelektrischen Keramikwandler oder ähnliches, durch den die sich ergebenden Druckvariationen in der Abnämernadel in entsprechende elektrische Signale umgewandelt werden, reproduziert werden. Die Erfindung kann auch bei der elektrooptischen Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen verwendet werden, bei der beispielsweise die aufeinanderfolgenden Aufzeichnungsspuren auf dem Aufzeichnungsmedium entweder Variationen in der Lichtreflektionsfähigkeit oder Lichtdurchläßigkeit entsprechend den darin aufgezeichneten Signalen besitzen.

Die Erfindung kann ferner bei einem Aufzeichnungsmedium verwendet werden, welches aus einer Vinylbasisplatte mit einer Aluminiumschicht oder Kupferschicht darauf und einer dielektrischen Beschichtung wie Polystyrol auf der Aluminium- oder Kupferbesch ichtung gebildet wird, wobei die Videosignale als Variationen in der Kapazität entlang der auf- inanderfolgenden Aufζeichnungsspuren aufgezeichnet werden. Bei der Wiedergabe solcher Signale v/erden die Kapazitätsänd^; rungen zwischen der Elektrode eines Tonkopfes, welcher nac einander ent-

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lang der Aufnahmespuren bewegt wird, und der Aluminiumoder Kupferbeschichtung des Aufzeichnungsmediums dazu verwendet, ein den aufgezeichneten ursprünglichen Videosignalen entsprechendes Ausgangssignal zu erzeugen.

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Claims (17)

1. Patentansprüche

   1J Vorrichtung zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen, welche Synchronsignale zur Bezeichnung von Zeilen- und Teilbildintervallen der Videosignale besitzen, gekennzeichnet durch ein Aufzeichnungsmedium (1, 11), eine neben dem Aufzeichnungsmedium (1, 11) angeordnete Signal-Aufzeichnungseinrichtung (12), welche mit den auf dem Aufzeichnungsmedium (1, 11) aufzuzeichnenden Videosignalen beaufschlagt wird, ·

   wobei das Aufzeichnungsmedium (1, 11) und die Signal-Aufzeich-• nungseinrichtung (12) so relativ zueinander bewegt werden, daß die Videosignale auf dem Aufzeichnungsmedium (1, 11) in aufeinanderfolgenden Aufzeichnungsspuren (T_-1, T , T₊₁, .-..) aufgezeichnet werden, welche sich parallel zueinander erstrekkeri und aneinanderstoßenfe Längsränder besitzen und wobei die Synchronisiersignale der in benachbarten Aufzeichnungsspuren aufgezeichneten Videosignale zueinander in einer Richtung unter rechtem Winkel zu der Länge der Spuren abgeglichen sind, und durch eine Signal-reproduzierende Einrichtung, welche relativ zu dem Aufzeichnungsmedium (1, 11) zum nacheinander er-

   /bewegt wird

   folgenden Abgreifen der Aufzeichnungsspuren/, wobei die Signalreproduzierende Einrichtung eine wirksame Breite hat, die wesentlich größer ist als die Breite von jeder der Aufzeichnungsspuren, so daß die ganze Breite von einer der Aufzeichnungsspuren und ein Teil der Breite von wenigstens einer der dazu benachbarten Aufzeichnungsspuren gleichzeitig abgetastet und Signale davon reproduziert werden.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Phasenmodulation eines Trägersignals mit den Videosignalen vor der Aufzeichnung letzterer durch die Signalaufzeichnungseinrichtung vorgesehen ist und daß das Trägersignal, wie es in aufeinanderfolgenden Aufzeichnungsspuren aufgezeichnet ist, dieselbe Phasenbeziehung zu den Längen der Aufzeichnungsspuren hat.

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3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2_t dadurch gekennzeichnet, daß das von der Phasenmodulation des Trägersignals mit den Videosignalen sich ergebende Phasen-modulierte Signal einen Modulationsindex von weniger als 2_r4O5 besitzt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulationsindex kleiner als 1,0 ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Begrenzungseinrichtung, welche das reproduzierte phasenmodulierte Signal von der Signal-reproduzierenden Einrichtung zum Eliminieren des AM-Rauschens empfängt, und eine Demodulationseinrichtung, welche mit dem Ausgangssignal der Begrenzungseinrichtung beaufschlagt wird, zum Bilden der reproduzierten Videosignale vorgesehen sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet _r daß das Aufzeichnungsmedium (1, 11) magnetisch empfindlich ist und daß die Signalaufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung eine Magnetkopfeinrichtung besitzen.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkopfeinrichtung von wenigstens der Signal-reproduzierenden Einrichtung eine Spaltbreite (d) besitzt, welche wesentlich größer ist als die Breite (P> von jeder der Aufzeichnungsspuren.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenraeichnet, daß die Spaltbreite gleich dem Zweifachen der Breite von jeder der Aufzeichnungsspuren ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe Magnetkopfeinrichtung mit einer Spaltbreite, die wesentlich größer als die Breite der Aufzeichnungsspur ist, sowohl in der Signalaufzeichnungs= als auch in der Wiedergabeein-

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   richtung vorgesehen ist und während dex Auf zeichnung die aufeinanderfolgenden Bereiche des Aufnahmemediums durch die Magnetkopf einrichtung in sich überlappender Beziehung abgetastet werden, um die AufzeiehBungsspuren zn bilden, deren· Breite kleiner als die Spaltbreite der Magnetkopfeinrichtumg ist.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprache 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmedium CU ii* Form einer Platte ausgebildet ist und die aufeinanderfolgenden Auf zeich nangs— spuren (T^, T_n, T₊^, ...) ü Form voa aufeinanderfolgender Spdralwindtingen an ihren Enden jeweils aneinandergrenzen«
11. 1t. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 9_K dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmedium (11 > 'in Form einer länglichen Scheibe ausgebildet ist und die parallelen Äufzeiehnungsspuren sich im wesentlichen in der Richtung der Hauptachse der länglichen Scheibe erstrecken.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalauf zeichnungs- und Wiedergabeei nrichtung eine gedrehte Füh rungs trommel (14> mit einer sich damit, drehenden Magnetkopf einrichtung C12a, 12b) und eine Einrichtung Ct3> zum Führen der länglichen Scheibe (11> um die Trommel (14) zur Bewegung relativ zu letzterer in Richtung der Achse der Trommel (14) aufweist.
13. 13. Verfahren zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen mit Synchronisationssignalen, welche die Zeilen- und Teilbildin tervalle der Videosignale bezeichnen, gekennzeichnet durch die Aufzeichnung der Videosignale auf einem Aufzeichnungsmedium in aufeinanderfolgenden parallelen Aufzexchimngsspuren, welche an ihren Längsfcamben aneinanderstoßen, wobei die Synchronisationssignale der in benachbarten Spuren aufgezeichneten Videosignale in der Richtung unter rechtem Winkel zb der Länge der Spuren abgeglichen sind,

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    und durch Abtasten der aufeinanderfolgenden Aufzeichnungsspuren über eine Breite des Aufzeichnungsmediums, welche wesentlich größer ist als die Breite von jeder der Aufzeichnungsspuren, um gleichzeitig die volle Breite von einer der Spuren und einen Teil der Breite von wenigstens einer der dazu benachbarten Aufzeichnungsspuren abzutasten und die Signale davon zu reproduzieren.
14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Videosignale wie aufgezeichnet ein Trägersignal phasenmodulieren und daß das Trägersignal wie aufgezeichnet in den aufeinanderfolgenden Aufzeichnungsspuren dieselbe Phasen- " beZiehung zu den Längen der Spuren besitzt.
15. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgezeichnete phasenmodulierte Signal einen Modulationsindex besitzt, welcher kleiner als 2,405 ist.
16. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulationsindex kleiner als 1,0 ist.
17. 17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das reproduzierte Signal vor dem Demodulieren begrenzt wird, um im wesentlichen die Originalvideosignale ohne AM-Rauschen zu erhalten.

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