DE2403234A1

DE2403234A1 - Videorecorder

Info

Publication number: DE2403234A1
Application number: DE2403234A
Authority: DE
Inventors: Jun Robert Paul Hall
Original assignee: Arvin Industries Inc
Current assignee: Meritor Inc
Priority date: 1973-01-29
Filing date: 1974-01-24
Publication date: 1974-08-01
Also published as: FR2215668B1; FR2215668A1; US3893169A; CA1050658A; GB1449954A; JPS49112604A

Description

VIDEORECORDER Priorität vom 29.Jan.1973 in USA, Ser.No. 327 833

Die Erfindung betrifft ein Video-Aufzeichnungsgerät bzw. eine -registriereinrichtung und bezieht sich insbesondere auf Videorecorder, die ein Einzelbild, Videoszenen, in erster Linie als individuelle Szene im Gegensatz zu einer Folge von zeitlich in einer Beziehung zueinander stehenden Feldern, die eine Bewegung wiedergeben, aufzeichnen. Die weitestgehend verwendete Einrichtung weist für diesen Zweck eine gewisse Art magnetischer Registrierscheibe auf, die mit bestimmter Geschwindigkeit gedreht wird und zur Bild geschwindigkeit des Videoeingangssignals eine Beziehung hat. Das zu registrierende Signal wird bezüglich"seiner Synchroni sierinformation derart gesteuert (gated), daß ein aus zwei verflochtenen Feldern bestehendes Einzelbild und eine verwandte Synchronisierinformation auf der Magnetscheibe in, einem einzigen Kreiszug während einer Umdrehung der Aufzeich nungsscheibe registriert werden.

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Ein Gleichstrommotor ist angeschlossen und dreht die Registrierscheibe und treibt auch ein elektronisches Tachometer an, welches in einer phasenblockierten Servoschleife eingeschlossen ist, um die Geschwindigkeit der Registrierscheibe bezüglich der Syhchronisierinformation des Videosignals präzise zu steuern. Während der Aufzeichnung oder Registrierung wird das hereinkommende Videosignal auf den Registrierübertrager und ebenso auf einen herkömmlichen Synchronisiertrennkreis aufgebracht, der sowohl die vertikale Synchronisierinformation- zwecks Bildsteuerung (frame gating) - als auch die horizontale Synchronisierinformation für die Verwendung im Phasenvergleicherkreis der Servoschleifensteuerung trennt. Die- vertikale Synchronisierinformation wird verwendet, um das Videosignal zum übertrager bei Beginn eines Feldes EINZUSTEUERN und diese Information am Ende des nächsten Feldes AUSZUSTEUERN, wodurch die Videoinformation für zwei aufeinanderfolgende und verflochtene FeXder, die ein Bild ausmachen, exakt aufgezeichnet w±rd · Diese Anordnung wird sowohl in Aufzeichnungsrundfunk-Fernsehsignalen als auch in geschlossenen Schaltkreis-Videosignalen verwendet, z.B. von auf eine Szene fokussierten Kameras mit geschlossenem Schaltkreis. Die letztgenannten Anordnungen werden für die Überwachung, Erkundung, Aufklärung und eine Anzahl anderer bekannter Zwecke verwendet.

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Die Nonnen für Fernsehkameras mit geschlossenem Schalt» kreis, wie sie durch die Firma Electronics Industries Association veröffentlicht sind, sind je nach Art der Fernsehsignale mit geschlossenem Kreis und Rundfunkfernsehsignale anders. Beispielsweise fordert die EIA-Norm RS-170 für Schwarz-Weiß-Fernsehstudiogeräte innerhalb der vertikalen Austastlücke eines Rundfunksignals, daß die gewöhnlichen Ausgleicheimpulse und vertikalen Synchronisierimpulse alle während dieser Lücke eingeschlossen sind, Bekanntlich wird diese Information verwendet, um den horizontalen Oszillator-Schaltkreis eines Fernsehempfängers, der vor dem Rundfunksignal arbeitet, zu synchronisieren.

Es gibt noch andere Normen für das Schwarz-Weißfernsehen mit geschlossenem Schaltkreis· Beispielsweise sieht die EIA-Norm RS-330 für Fernsehen mit geschlossenem Kreis Leistungsnormen für eine Kamera vor, die bei 525 Linien pro Bild, 2t1 verflochten, arbeiten, welche dieselbe Auflösung geben wie das normierte Rundfunk-Fernsehsignal·

Ebenso w±d eine separate EIA-Norm RS-3^3-A auf Schwarz-Weiß-Fernsehkameras mit hohem Auflösungsvermögen und geschlossenem Schaltkreis angewendet, die im Bereich von 675 bis 1023 Abtastlinien mit einer Frequenz von 6O Hz-Feldgeschwindigkeit, 2|1 verflochten, arbeiten. Viele solcher Kameras arbeiten mit einer Zeilenrate von 875.

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Im folgenden wird die Erfindung erläutert. Es ist erwünscht, ,in Videoaufzeichnungsgeräten eine Synchronisationsantriebsanlage vorzusehen, die auf die Synchronisationsinformation unterschiedlicher Formen des Eingangs anspricht, z.B. die Norm- und hochauflösende Fernsehkamera .mit geschlossenem Kreis, wie oben erwähnt. Das Aufzeichnungsgerät paßt automatisch an die Erfordernisse der unterschiedlichen Zeilenrate an, um die Möglichkeit zu beseitigen, daß die Bedienungsperson sich beim Auswählen der geeigneten Zeilenrate verfehlt.

Erfindungsgemäß hat ein durch den Antriebsmotor eines Videorecorders angetriebenes Tachometer eine Impulsr,ate, die als integraler Teil der normierten Rundfunkzeilenrate von 525 Zeilen pro Bild ausgewählt ist. Bei einer vorteilhaft verwendeten Ausführungsform beträgt die Tachometerausgangsfrequenz bei Synchronisation 5250 Hz. Die horizontale Synchronisierinformation wird durch einen herkömmlichen Synchronisationstrennschaltkreis separiert und auf einen Phasendetektorschaltkreis aufgebracht, der zusammen mit dem Tachometer und einem Steuerverstärker mit dem Motor eine geschlossene Servoschleife bildet, um den Antriebsmotor mit dem hereinkommenden Videosignal phasenstarr zu machen.

Die Reparierte horizontale Synchronieierinformation wird durch eine Teilerkreisanordnung auf 5250 Hz heruntergeteilt, wobei die Anordnung einen monostabilen Multivibra-

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torSchaltkreis mit vorbastimmter Zeitkonetante aufweist· Diese Zeitkonstante ist so ausgewählt, daß der Frequenzausgang des Teilers 2mm Phasendetektorschaltkreis der Quotient des horizontalen Synchronisiersignals dividiert durch eine ganze Zahl ist, im genannten Fall die Zahl 3. Eine beliebige höhere horizontale Synchronisierinformation wird auch von diesem Schaltkreis auf denselben Frequenzauegang so lange geteilt,,wie eine solche höhere Frequenz das Produkt der gewünschten Vergleichsfrequenz und eine ganze Zahl istο Im speziellen Fall erzeugt eine hoch auflösende Videokamera mit einer Zeilenrate von 875 Zeilen pro Bild eine horizontale Synchroniede rinformation, die ähnlich auf 5250 Hz geteilt werden kann« Wenn somit eine hochauflösende Kamera mit geschlossenem Schaltkreis an den Eingang des Recorders angeschlossen wird, hat dieses keine Wirkung auf die Motorfolgesteuerung, und der Reoorder legt sich automatisch auf die Synchronisierinformation des hereinkommenden Videosignals fest.

Demgemäß ist es primäres Merkmal der Erfindung, ein Videoaufzeichnungsgerät vorzusehen, Insbesondere der Art für Einzelbild oder Einzelfeld, welches eine phasenstarre Servo-, sohleifensteuerung für den Antrieb von Auf«eiohnungsmedien einschließt und in der Lage ist, sich automatisch.auf eine von normierten Videoformatsignalen abgeleitete Synchronisierinformation festzulegen, Formatsignale, wie sum Beispiel die U.S«-Norm von 525 Zeilen/Bild, und auch in der' Lage ist, automat! β oh ho ohauf lösende Videosignale mit einer

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Synchronisierinformation bei einer höheren, aber verwandten Rate, z.B. 875 Zeilen/Bild zu empfangen und sich auf diese festzulegen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es aeigent

Fig. 1 eh Blockdiagramm einer typischen Videoaufzeichnungs— anlage, welche eine Aufzeichnungsscheibe aufweist, wobei die Erfindung auf die beispielsweise beschriebene Videoaufzeichnungsanlage angewendet wird, und

Fig. 2 ein logisches Schema unter Darstellung von Einzelheiten der erfindungsgemäßen Merkmale.

Die folgende Beschreibung bezieht sich auf eine bevorzugte Ausführungsform. Nach Fig. 1 ist der Eingangsanschluß 10 so angepaßt, daß er das aufzuzeichnende Videosignal aufnehmen kann· Dieses Signal kann von einer bestimmten Art Videokamera sein, wie vorstehend beschrieben, oder von einem aus einem Rundfunksignal arbeitenden Empfänger. Dieses Signal ist an zwei Schaltkreise angeschlossen, nämlich einen Modulatorsohaltkreis 12 und einen Gatter- oder Steuer-Schaltkreis 13, der die Aufbringung des Videosignals auf di· Haupttreibersohaltkreiee oder den Verstärker 14 steuert. Der Haupttreiber seinerseits bringt den Schaltkreis an den Magnetischen Übertrager 15» der mit dem Aufzeichnungsmedium

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zusammenarbeitet, in diesem Fall eine Scheibe 16 aus magnetischem Aufzeichnungeband, die durch einen geeigneten Gleichstromservomotor 18 vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von 1800 U/Min, gedreht wird.

Der andere Pfad für das hereinkommende Videosignal geht zu einem herkömmlichen Synchronisierseparatorschaltkreis 20, der die horizontale und vertikale Synchronisierinformation von dem Videosignal separiert. Die vertikale Synchronisierinformation wird auf eine Bildgattersteuerschaltung 22 aufgebracht, die ihrerseits den Gatterschaltkreas 13 für das aufzuzeichnende Videosignal steuert und auch verwendet werden kann, um die Hauptschrittschaltung 23 zu steuern, die wie schematisch geeigt ist - angeschlossen ist, um den Übertrager 15 einzustellen, um einem anderen Kreispfad für jedes Bild des aufzuzeichnenden Videosignals zu folgen.

Da die vertikale Austastlücke am Ende jedes Feldes oder zweimal pro Bild erscheint, soll die herkömmliche Anordnung in einer Einzelbildaufzeichnungseinheit den Bildsteuerschaltkreis 22 betätigen» wenn dieAufzeichnung erwünscht ist, wobei gleichzeitig der Gatterschaltkreis 13 nach Auftreten der nächsten Separierten vertikalen Synchronisationsschaltung steuerungefällig wird, Der Gatterechaltkreis 13 wird auch dauernd steuerungsfähig gemacht, bis der Bildgatterschaltkreis arei weitere vertikale Synchronsiersignale aufnimmt, wobei der Gatterschalkreis dann entregt, d.h. nicht mehr steuerungsfähig wird. Während der Zeit, während der die

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Gatterschaltung I3 steuerfähig ist, wird das hereinkommende Videosignal für ein vollständiges Bild auf den Registrierübertrager durch die Haupttreiberschaltkreise 14 aufgebracht. Da die Scheibe 30 Umdrehungen pro Sekunde macht und die Bildrate dieselbe ist, wird ein Einzelbild innerhalb einer Umdrehung der Aufzeichnungsscheibe 16 registriert, und dann kann der Übertrager automatisch oder von Hand auf eine andere Kreis spur bewegt werden_o Die Rückspielschaltkreise sind passend bezeichnet, aber nicht beschrieben₉ da sie nicht direkt Teil der Erfindung sind.

Die Geschwindigkeit des Motors 18 wird von der geschlossenen Servoschleife eng gesteuert, welche die Motorgeschwindigkeit auf die Abtastfrequenz des hereinkommenden Videosignals feststellt. Ein Tachometer 25 wird vom Motor 18 angetrieben, und sein Ausgang liegt über dem Tachometerverstärker 26 an einem Phasendetektorschaltkreis 30· Der Ausgang des Phasendetektorschaltkreises liegt seinerseits an dem Motorantriebsverstärker 32, der die Leistungszufuhr zum Gleichstrommotor 18 steuert und seine Drehgeschwindigkeit reguliert. Der Vergleichseingang zum Phasendetektor 30 ist mit einem Teilerschaltkreis 35 versehen, der die Eingänge wechselweise von dem Synchronisierseparatorschaltkreis 20 während der Registrierung und von einem Präzisionsoszillatorschaltkreis 37 während des Rückspielens aufnimmt»

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Der Synchronisationsseparator—Schaltkreis liefert die getrennten, horizontalen Synchronisiersignale zum Teilerschaltkreis 35» und diese werden ihrerseits zu einer Frequenz geteilt^ die mit dem Ausgang des Tachometers 25 vergleichbar ist.

Da das Videoaufzeichnungsgerät mit Rundfunks-Videosignalen verträglich sein sollte, begründen die Kriterien zur Handhabung solcher Signale gewisse Parameter für das Gerät· Rundfunkvideosignale verwenden bei der Norm, bei 525 Zeilen pro Bild, verflochtene Felder mit einer Feldrate von 60 Hz. Dies bedeutet, daß die für die Aufzeichnung eine Einzelbildes der Rundfunkvideoinformation erforderliche Zeit ein Dreißigstel einer .Sekunde ist. Die Bewegung der Aufzeichnungsmedien kann deshalb in herkömmlicher Weise durch einen bei 30 U/Sek. arbeitenden Motor angetrieben weden. Insbesondere bei Aufzeichnung^- oder Registriergeräten mit Platten bedeutet dies, daß ein Einzelbild in einer Kreisspur während einer Umdrehung der Scheibe aufgezeichnet werden kann·

Bei dem normierten Rundfunkvideosignalformat beträgt die horizontale Synchronisierfrequenz für ein 525-Zeilenbild 15750 Hz. Die kleinste ganze Teilerzahl jener Frequenz ist 175· Folglich wird ein Tachometer ausgewählt mit einer Geschwindigkeit oder Rate von 175 Impulsen pro Umdrehung, der bei der gewünschten Geschwindigkeit von 30 U/Sek. einen Ausgang vom Taohometerverstärker Z6 von 5250

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Hz vorsieht· Die zerlegte horizontale Synchronisierfrequenz von dem Synchronisierseparatorschaltkreis 20 kann dann in dem Teilerschaltkreis 35 durch 3 geteilt werden, um einen entsprechenden Ausgang mit 5250 Hz zum Phasenkomparator-Schaltkreis 30 vorzusehen. Jener Schaltkreis sieht nach bekanntem Prinzip einen Differenzausgang vor, bis die zwei Ein-gänge zu ihm korrespondieren und stellt dadurch die Motagesohwindigkeit genau in Synchronisation zu dem hereinkommenden Videosignal ein.

Durch das Auswählen der vorgenannten Tachomet er frequenz und durch die Verwendung einer speziellen Art von Teilersohaltkreis 35 ist es möglich, automatisch andere Videosignale anzupassen, die Zeilenraten haben, welche gewisse Vielfache der Tachometerimpulsarate s±xl· Bei dem besonderen, angegebenen Beispiel ist eine Zeilenrate von 875 Zeilen pro Bild ein solches Vielfaches - eine der empfohlenen Normen für hoohauflösende Videosignale«

Fig. 2 ist das Schema einer logischen Schaltung und zeigt herkömmliche integrierte Schaltkreise und verwandte Komponenten, um eine Teilerschaltung 35 der erwünschten Art vorzusehen. Ein ODER-Gatter h0 arbeitet als Puffer zum Teilerschaltungseingang, bei Aufnahme entweder des horizontalen Synchronisiersignaleβ von der Synchronisiertrennschaltung 20 an ihrer Eingangsleitung kl oder von Synchronisiersignalen iron der Kristalloszillator schaltung

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37 an ihrem anderen Eingang k2. Der Teilersch&ltkreis selbst ist ein monolytischer TTL-monostabiler Multivibrator vom Typ 7*H21, der eine äußere Zeiteinstellkapazität (0,0068 mf) hat, die (bzw. der Kondensator) zwischen Stiften 10 und 11 angebracht ist, und hat einen Außenwiderstand mit einem 33 K-Widerstand und einem 10 K-Potentiometer, die zwischen den Stiften oder Marken 9 und "\h angeordnet sind* Diese Werte sind ausgewählt, um eine Ausgangsimpulsbreite zu erhalten, die ausreicht, um einen Teilerausgang von 5250 Hz vorzusehen, unbeachtlich der Tatsache, ob der Eingang an der Eingangsleitung 41 das Dreifache, Vierfache oder sogar Fünffache jener Frequenz ist. Der Ausgang von der Multivibratorschaltung kommt von Marke 1 und liegt an einem Typ 4o44-Phasenkomparator, wobei der andere Eingang desselben von Schmitt-Triggerschaltkreistyp 71-^3 kommt, der seinerseits Teil des Tachometerverstärkers und sein Ausgang ist.

Somit ist der Teilerschaltkreis 35 unter Verwendung des Type 7*H 21-monostabilen Multivibrators mit äußeren Zeiteinstellkomponenten in der Lage, den Eingang zu sich durch eine beliebige ganze Zahl zu teilen, die ein Vielfaches seines gewünschten Ausganges ist. Wenn deshalb ein spezielles Rundfunkvideosignal oder eine Videokamera mit geschlossenem Schaltkreis entsprechend 525/60 als Eingang verwendet wird, teilt die Teilerschaltung 35 duroh 3. Wenn eine höhere Zeilenrate verwendet wird, wie z.B. von einer hochauflösenden Kamera mit geschlossenem Sehalt-

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kreis» teilt die Teilerschaltung automatisch das hereinkommende Synchronisiersignal passend, um das Vergleichssignal zur Servosohleife für den Motor 18 vorzusehen. Beispielsweise im Fall einer hochauflösenden Kamera, die bei dem 875/60-Pormat arbeitet, teilt der Teilerschaltkreis durch 5 und schafft erforderliche 5250-Hz-Vergleichssignale zum Phasendetektor. Er bewirkt dasselbe bezüglich jedem anderen Signal, welches mit einer Zeilenrate arbeitet, die ein ganzzahliges Vielfaches von 175 ist, z.B. würde er automatisch eine Zeilenrate von IO5O anpassen.

Die vorstehenden Werte sind nur beispielshalber angegeben und bedeuten keine Begrenzung, da man leicht erkennt, daß andere Normen für Rundfunkvideosignale an anderen Orten außerlaLb der Vereinigten Staaten von Amerika anwendbar und aufbringbar sind. Die Erfindung ist jedoch offensichfl-ich in gleicher Weise nützlich bei anderen unterschiedlichen, aber verwandten Zeilenraten und Videosignalformaten·

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Claims

Patentansprüche

Einzelbildvideorecorder mit einer Übertragereinrichtung zur Aufzeichnung oder Registrierung und Rückspielung von Videosignalen mit unterschiedlichen, aber verwandten Zeilenraten, einem magnetischen Aufzeichnungsmedium, einem Antriebsmotor und einer Steuereinrichtung zur Bewegung des Mediums an der Übertragereinrichtung vorbei mit bestimmter Geschwindigkeit, mit einem Eingangsanschluß für die aufzuzeichnenden Videosignale, einer Gatterschaltung, die zur Steuerung der Aufbringung der Signale von dem Eingangsanschluß zur Übertragereinrichtung angeschlossen ist, einem von dem Motor angetriebenen Tachometer zur Schaffung eines Ausgangssignals mit einer bestimmten Basisfrequenz, einem Synchronisierseparatorschaltkreis, der an dem Eingangsanschluß angeschlossen ist zur Separierung der Synchronisationsinformation von dem Eingangssignal und mit einem das Ausgangssignal von dem Tachometer aufnehmenden Phasendetektor zur Schaffung berichtigender Antriebssignale zu der Motorsteuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilerschaltkreis (35) einen Eingang von dem Synchronisierseparatorschaltkreis (20) und einen Ausgang zu dem Phasendetektor (30) hat, der eine Frequenz hat» die gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Basisfrequenz ist.

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2. Recorder nach Anspruch 1_f dadurch gekennzeichnet, daß der Teilerschaltkreis (35) ein Oszillator (37) mit einer solchen Zeitkonstante ist, daß seine Ausgangsfrequenz auf die Basisfrequenz begrenzt ist»

3· Recorder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilerschaltkreis (35) zur Aufnahme von Eingängen unterschiedlicher, aber verwandter hoher Frequenzen angeordnefc ist, die den unterschiedlichen Zeilenraten entsprechen, zur Teilung.aller solcher Eingänge auf die Basisfrequenz.

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