DE2744843C2

DE2744843C2 -

Info

Publication number: DE2744843C2
Application number: DE2744843A
Authority: DE
Inventors: Yukio Tokio/Tokyo Jp Kubota
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1976-10-05
Filing date: 1977-10-05
Publication date: 1987-08-27
Also published as: ATA702977A; FR2367395A1; US4143405A; DE2744843A1; CA1116292A; NL7710944A; GB1560023A; FR2367395B1; AT371965B

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Abtastung schrägaufgezeichneter Spuren auf einem Video-Band bei unterschiedlicher Aufnahme- und Wiedergabegeschwindigkeit gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Eine derartige bekannte Einrichtung und Probleme, die bei deren Betreiben auftreten, werden zunächst anhand der Fig. 1-5B näher erläutert.

In einer rotierenden Video-Kopftrommel, wie dies in den Fig. 1A und 1B dargestellt ist, sind zwei Wiedergabemagnetköpfe 1 a und 1 b diametral angeordnet; sie befinden sich in einem drehbaren Teil 2 a der Video-Kopftrommel 2. Die Video-Kopftrommel 2 besteht aus diesem rotierenden oberen Teil 2 a und einem ortsfesten unteren Teil 2 b. Ein Video-Band 3 ist schräg abfallend über einen Winkel von ca. 180°C um die Video-Kopftrommel 2 herumgewickelt und wird in Richtung der Pfeile gem. Fig. 1A und 1B an der Video- Kopftrommel vorbeibewegt. Die Magnetköpfe 1 a und 1 b rotieren in der durch die Pfeile in Fig. 1A angegebenen Richtung mit einer Frequenz von 30 Hz und werden von einem elektrischen Motor M angetrieben. Im unteren Teil 2 b sind außerdem ein Magnet 4, der mit den Magnetköpfen 1 a und 1 b umläuft, und stationäre Aufnahmemagnetköpfe 5 a und 5 b gegenüber dem Magnet 4 angeordnet. Wenn die Magnetköpfe 1 a und 1 b bei ihren Rotationen die Aufnahmeköpfe 5 a und 5 b passieren, erzeugen letztere einen entsprechenden Impuls.

Fig. 2A zeigt die Anordnung der Magnetspuren auf dem Magnetband 3, die durch die Magnetköpfe 1 a und 1 b bei der Aufnahme eines Video-Signals erzeugt wurden. Wenn diese auf dem Band 3 gespeicherten Signale wiedergegeben werden sollen, wird normalerweise die relative Geschwindigkeit der Wiedergabemagnetköpfe 1 a und 1 b zum Video-Band 3 genauso gewählt wie bei der Signalaufnahme. Dazu dient ein Steuersignal, das am Rand des Video-Bandes 3 aufgenommen ist, sowie die Signale, die von den Aufnahmeköpfen 5 a und 5 b erzeugt werden; dadurch tasten die Wiedergabemagnetköpfe 1 a und 1 b alternierend die Spuren auf dem Video- Band 3 ab. In manchen Fällen ist nun die Wiedergabegeschwindigkeit des Video-Bandes eine andere als die Aufnahmegeschwindigkeit. Dies bedeutet im einzelnen: Eine Zeitlupenwiedergabe wird dadurch erreicht, daß die Bandgeschwindigkeit bei der Wiedergabe nur einen Bruchteil der Bandgeschwindigkeit bei der Aufnahme beträgt; eine Standbildwiedergabe wird dadurch erreicht, daß das Video-Band 3 überhaupt nicht weiter transportiert wird, und eine Zeitrafferwiedergabe wird dadurch erreicht, daß die Wiedergabegeschwindigkeit um ein Vielfaches über der Aufnahmegeschwindigkeit liegt. Wenn die Wiedergabegeschwindigkeit des Video- Bandes 3 wie oben beschrieben geändert wird, ändert sich auch die Neigung der von den Wiedergabemagnetköpfen 1 a und 1 b abgetasteten Spuren und stimmt nicht mehr mit der Neigung der Spuren T in Fig. 2 überein. Als Beispiel wird in den Fig. 2B bis 2D dargestellt, wie eine Wiedergabespur P₁, P₂ und P₃ relativ zu den Aufnahmespuren T auf dem Video-Band 3 liegt, wenn das Video-Band bei der Wiedergabe nicht weiterbewegt wird (Standbildwiedergabe). Wenn die Transportrichtung des Video-Bandes 3 und die Abtastrichtung der Wiedergabeköpfe 1 a und 1 b so gewählt sind, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, sind die Wiedergabespuren der Wiedergabeköpfe bei einer Standbildwiedergabe gegenüber den Aufnahmespuren T um einen bestimmten Winkel geneigt. Abhängig von der Zeit, wann das Video-Band 3 angehalten wurde, können die folgenden Fälle auftreten: Ein Teil der Wiedergabespur P₁ fällt in den Zwischenraum zwischen zwei Aufnahmespuren T und ein Teil am Ende der Wiedergabespur fällt mit einer Aufnahmespur T zusammen (Fig. 2B); ein Teil am Anfang einer Wiedergabespur P₂ fällt mit einer Aufnahmespur T zusammen (Fig. 2C); oder ein Teil in der Mitte einer Wiedergabespur P₃ fällt mit einer Aufnahmespur zusammen (Fig. 2D). Diese drei Fälle, die in den Fig. 2B bis 2D dargestellt sind, führen zu einer gestörten Bildwiedergabe, da zum Beispiel infolge Übersprecheffekten ein Bildrauschen entsteht. Eine derartige Neigungsänderung der Wiedergabespuren gegenüber den Aufnahmespuren tritt natürlich nicht nur bei einer Standbildwiedergabe, sondern auch bei einer Zeitlupenwiedergabe oder einer Zeitrafferwiedergabe auf.

Um die durch unterschiedliche Aufnahme- und Wiedergabe- Bandgeschwindigkeit verursachte Änderung der Neigung der Wiedergabespuren gegenüber den Aufnahmespuren zu beheben, können verschiebbare bzw. ablenkbare Magnetköpfe vorgesehen werden, die mittels eines elektromechanischen Übertragers bewegt werden.

Zunächst wird der Aufbau einer Ausführungsform eines solchen Ablenkelements anhand der Fig. 3 und 4 erläutert. Als elektromechanischer Übertrager kann ein piezoelektrisches Element, ein piezokeramisches Element oder ein elektromagnetisches Element verwendet werden.

Beim erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird der Wiedergabekopf von einem piezoelektrischen Element bewegt. Dieses piezoelektrische Element wird mittels eines Steuersignals so bewegt, daß der Abtastweg des Magnetkopfes mit den Aufnahmespuren übereinstimmt.

Fig. 3A zeigt als Beispiel ein piezoelektrisches Element, das aus zwei Schichten unterschiedlicher Charakteristik besteht. Elektroden 6 a und 6 b sowie 8 a und 8 b sind auf beiden Oberflächen des piezoelektrischen Materials 7 und 9 aufgebracht. Dabei sind die Elektroden 6 b und 8 a miteinander verbunden, so daß die Polarisationsrichtungen der piezoelektrischen Schichten 7 und 9 übereinstimmen, wie dies durch die Pfeile in Fig. 3A dargestellt ist.

Wenn ein elektrisches Feld an eine derartige Anordnung gelegt wird, dehnt sich das piezoelektrische Material 7 aus, während das piezoelektrische Material 9 sich verkürzt (Fig. 3B), wie dies durch die Pfeile in Fig. 3B innerhalb der piezoelektrischen Schichten angedeutet ist. Dies hat zur Folge, daß sich das Ablenkelement, wie in Fig. 3B dargestellt, nach oben durchbiegt. Der Biegegrad hängt dabei von der Stärke des angelegten elektrischen Feldes ab. Kehrt man die Richtung des elektrischen Feldes um, so biegt sich das Ablenkelement nach unten durch.

Fig. 3C zeigt den Fall, daß die Elektrode 6 a die Elektrode 8 a berührt, so daß die Polarisationsrichtung der piezoelektrischen Schicht 7 gegensätzlich zur Polarisationsrichtung der piezoelektrischen Schicht 9 verläuft. Dabei ist an die Elektroden 6 a und 8 a kein Potential angelegt, während an der Elektrode 8 b eine Vorspannung von anliegt, und eine variable (0 bis Vo) Steuerspannung V an der Elektrode 6 b angelegt ist. Wenn die Steuerspannung V niedriger als die Vorspannung überschreitet, biegt sich das Ablenkelement nach unten durch.

In den Fig. 4A und 4B ist die Anordnung eines solchen Ablenkelementes mit einem Magnetkopf dargestellt. Dafür ist eine Halterung 10 vorgesehen, die an der unteren Oberfläche des oberen Teils 2 a der Video-Kopftrommel 2 angebracht ist. Ein Ende des Ablenkelementes ist an der Halterung 10 mittels eines Klebstoffs 11 befestigt. Das Ablenkelement ist so angeordnet, daß die Oberflächen der piezoelektrischen Schichten 7 und 9 parallel mit der unteren Oberfläche des oberen Teils 2 a der Video-Kopftrommel 2 verlaufen. Der Magnetkopf 1 a oder 1 b ist am freien Ende des Ablenkelements angebracht. Die Richtung des Luftspaltes des Magnetkopfes 1 a oder 1 b ist dabei senkrecht zu den Oberflächen der piezoelektrischen Schichten 7 und 9. Diese Oberflächen wiederum liegen im wesentlichen parallel zur Rotationsachse des oberen Teils 2 a der Video-Kopftrommel 2.

Zur Dämpfung von freien Schwingungen infolge der Biegekraft sind Dämpfungsglieder 13 a und 13 b, z. B. aus Gummi, vorgesehen. Die Dämpfungsglieder 13 a und 13 b sind an einem Auslegerpaar 12 a und 12 b befestigt, die ihrerseits sich am Ende einer Montageplatte 14 befinden, die sich ebenfalls wie die Halterung 10 an der unteren Oberfläche der oberen Video-Kopftrommel 2 a befindet. Diese Montageplatten 14 erstrecken sich zur Peripherie der oberen Video-Kopftrommel 2 a, wobei sie von der Außenseite der Halterung 10 ausgehen. Die Dämpfungsglieder 13 a und 13 b sind dadurch zwischen den Seiten des Ablenkelementes und den Auslegern 12 a und 12 b eingeklemmt. An den Elektroden des Ablenkelementes sind außerdem Kabelanschlüsse vorgesehen. Wenn nun eine bestimmte Steuerspannung an diesem Ablenkelement anliegt, wie dies in Fig. 3C dargestellt wurde, biegt sich das Ablenkelement aufwärts oder abwärts, und bewegt damit den magnetischen Kopf 1 a oder 1 b in eine Richtung, die im wesentlichen senkrecht zur Rotationsebene der Magnetköpfe 1 a und 1 b liegt, wie dies durch den Pfeil in Fig. 4A dargestellt ist.

Wie oben schon beschrieben wurde, werden die Ablenkelemente bei der Signalaufnahme nicht angesteuert. Dadurch entstehen zunächst die Aufnahmespuren T auf dem Video-Band 3. Wenn aber beispielsweise bei der Wiedergabe eine Standbildwiedergabe gewünscht ist, wie dies in Fig. 2D dargestellt ist, kann die Abtastspur P₃ zunächst in ihrem mittleren Teil mit der Aufnahmespur T zusammenfallen, und das Ablenkelement wird mit einer Steuerspannung angesteuert, wobei der Verlauf dieser Steuerspannung so gewählt ist, daß er abwechselnd positiv und negativ ansteigt bzw. abfällt, wobei die Vorspannung dann erreicht ist, wenn die Wiedergabespur P₃ mit der Aufnahmespur T in ihrem mittleren Teil übereinstimmt. Auf diese Weise kann ein stehendes Bild erzeugt werden, da die Abweichungen im Neigungswinkel zwischen der Aufnahmespur und der Wiedergabespur durch die Bewegung der Magnetköpfe auf dem Ablenkelement ausgeglichen werden.

Fig. 5A zeigt den Verlauf der Steuerspannung S₁, die dem Ablenkelement zugeführt wird, wenn die Abtastspur P₃ in ihrer Mitte mit der Aufnahmespur übereinstimmt. Die Steuerspannung S₁ steigt kontinuierlich vom negativen Bereich in den postitiven Bereich, wobei die Vorspannung in der Mitte liegt, und zwar in einem Bereich t _a, in dem die Abtastspur P₃ durch den Magnetkopf 1 a abgetastet wird, und fällt vom positiven Spitzenwert in den negativen Bereich während eines nächsten Bereichs t _b, während dem der Magnetkopf 1 b das Video-Band 3 abtastet. Durch diesen Verlauf der Steuerspannung S₁ wird das Ablenkelement durchgebogen und korrigiert damit den abweichenden Neigungswinkel der Wiedergabespur von der Aufnahmespur. Am Umkehrpunkt der Steuerspannung S₁ zu Beginn des Bereichs t _a treten aber höhere harmonische Frequenzkomponenten auf, die mit der Eigenfrequenz des Ablenkelements übereinstimmen, so daß infolge Resonanz Einschwingvorgänge des Ablenkelements verursacht werden. Diese Einschwingvorgänge treten also auf, wenn die Steuerspannung eine abrupte Verlaufsänderung hat, wie dies in Fig. 5B in einem vergrößerten Maßstab dargestellt ist. Durch derartige Einschwingvorgänge des Ablenkelements wird das Wiedergabesignal des Magnetkopfes 1 a beeinflußt. Insbesondere bei der Aufnahme und Wiedergabe eines Farb-Videosignals haben diese Einschwingvorgänge unangenehme Auswirkungen, da die Chrominanz-Signalkomponente des Video-Signals amplitudenmoduliert ist.

Das beschriebene Problem des Einschwingens der Wiedergabemagnetköpfe tritt auch bei Einrichtungen auf, die nicht bei unterschiedlichen Aufnahme- und Wiedergabegeschwindigkeiten arbeiten und bei denen demgemäß die Wiedergabeköpfe nur in einem einzigen Schritt auf die Höhe einer Spur einzustellen sind, dann aber in dieser Höhe während der gesamten Abtastperiode belassen werden. Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-OS 25 52 784 bekannt. Dort ist als Maßnahme zum Unterdrücken unerwünschter Einschwingvorgänge beschrieben, jeden Wiedergabemagnetkopf bereits vor Beginn der Abtastperiode auf diejenige Höhe einzustellen, die zum Abtasten der nächsten Spur erforderlich ist. Die erforderliche Höhe wird so rechtzeitig angefahren, daß Schwingungen, die durch das Verstellen erzeugt sind, abgeklungen sind, bis der Abtastvorgang beginnt.

Bei Einrichtungen mit während des Abtastens dauernd bewegten Magnetköpfen ist es jedoch nicht möglich, die Höhe, die bei Beginn der Abtastperiode vorliegen muß, bereits so rechtzeitig anzufahren, daß Einschwingvorgänge zu Beginn der Abtastung bereits abgeklungen sind. Das plötzliche Beginnen der während der Abtastung kontinuierlich durchzuführenden Auslenkbewegung nach dem Anfahren der Anfangshöhe würde erneut zu Schwingungen führen. Es ist daher nicht möglich, das bei Einrichtungen mit während des Abtastens stillstehenden Magnetköpfen durchführbare Verfahren zum Unterdrücken von Schwingungen auch bei Einrichtungen mit während der Abtastung bewegten Magnetköpfen anzuwenden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches so weiterzubilden, daß sie den Einfluß von Schwingungen eines Wiedergabemagnetkopfes auf das Abtastergebnis unterdrückt, wie sie auftreten, wenn der dauernd zu bewegende Wiedergabemagnetkopf seine Richtung ändert.

Die Erfindung ist durch die Merkmale des Hauptanspruches gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird jeder Wiedergabemagnetkopf weiter ausgelenkt, als dies eigentlich für das Abtasten einer Spur erforderlich ist. Um von der übergroß gewählten Auslenkhöhe zu derjenigen Höhe zu gelangen, ab der die Abtastung erfolgt, benötigt der Wiedergabemagnetkopf eine gewisse Zeitspanne. Die Anfangshöhe und damit die genannte Zeitspanne ist so groß bemessen. daß innerhalb dieser Zeitspanne Schwingungen abklingen, die durch das anfängliche weite Auslenken und die anschließende Richtungsumkehr zum Anfahren der eigentlich erforderlichen Höhe erzeugt sind. Ist die eigentlich erforderliche Höhe erreicht, bewegt sich der Wiedergabemagnetkopf ohne überlagerte Schwingungen bereits mit derjenigen Geschwindigkeit, die zum Abtasten einer Spur erforderlich ist. Dadurch liegen zu Beginn der Abtastung keine Schwinungen des Wiedergabemagnetkopfes mehr vor.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von Fig. 6-13G näher erläutert. Die Fig. 1A-5B zum Stand der Technik wurden bereits beschrieben. Es zeigt

Fig. 1A eine schematische Darstellung einer Video- Kopftrommel mit zwei Wiedergabe-Magnetköpfen,

Fig. 1B eine Seitenansicht der Video-Kopftrommel gem. Fig. 1A,

Fig. 2A eine schematische Darstellung eines Video- Bandes, auf dem schräg abfallende Magnetspuren aufgezeichnet sind,

Fig. 2B, 2C und 2D schematische Darstellungen eines solchen Video-Bandes zur Erklärung einer Standbildwiedergabe,

Fig. 3A eine Seitenansicht eines Ablenkelementes für die Wiedergabemagnetköpfe,

Fig. 3B eine Seitenansicht des Ablenkelementes in Fig. 3A mit einer angelegten Spannung,

Fig. 3C eine weitere Seitenansicht des Ablenkelementes mit einer Spannungsquelle,

Fig. 4A eine Seitenansicht eines Ablenkelements gemäß Fig. 3A, auf dem ein Wiedergabemagnetkopf angeordnet ist,

Fig. 4B eine Aufsicht des Ablenkelements nach Fig. 4A,

Fig. 5A den Verlauf einer Steuerspannung S₁, die an die Ablenkelemente angelegt wird,

Fig. 5B ein Teil des Verlaufs der Steuerspannung nach Fig. 5A in vergrößerter Darstellung,

Fig. 6 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung, angewandt bei einem Video-Recorder mit zwei rotierenden Wiedergabe-Magnetköpfen,

Fig. 7 bis 9 Darstellungen von Signalverläufen zur Erklärung des Blockschaltbilds in Fig. 6,

Fig. 10 eine Signaldarstellung, die die Erzeugung von Sägezahnimpulsen im Blockschaltbild gem. Fig. 6 erläutert,

Fig. 11 eine Steuerspannung-Ablenkcharakteristik eines Ablenkelementes,

Fig. 12 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lösung, und

Fig. 13 eine Signaldarstellung, um die Arbeitsweise der Einrichtung gem. Fig. 12 zu erläutern.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung wird nun erläutert, wobei von einem Video-Recorder mit zwei rotierenden Magnetköpfen ausgegangen wird.

Das Blockschaltbild in Fig. 6 enthält zunächst einen Anschluß 20, an den ein RF-Videosignal angelegt wird, das von den Magnetköpfen 1 a und 1 b abgetastet wurde und über einen Wiedergabeverstärker und eine Wiedergabeschalteinheit (hier nicht dargestellt) aufbereitet wird. Wenn es sich, wie im vorliegenden Fall, um Farbaufzeichnung und Farbwiedergabe handelt, wird an den Anschluß 20 ein frequenzmoduliertes Helligkeitssignal angelegt, das aus dem Wiedergabesignal mittels eines Hochpasses ausgefiltert wird.

Eine Flip-Flop-Schaltung 21 wird von den von den Aufnahmeköpfen 5 a und 5 b stammenden Impulsen angesteuert, wobei diese Impulse zunächst über einen Verstärker und einen monostabilen Multivibrator laufen, die hier beide nicht dargestellt sind. Die Flip-Flop-Schaltung 21 gibt einen Impuls S₀ ab, der ein hohes Potential im Bereich t _a aufweist, aber ein niedriges Potential im Bereich t _b. Das Video- Signal gelangt vom Anschluß 20 zu einem Hüllsignaldetektor 22, dessen Ausgangssignal einem Diskriminator 23 zugeführt wird. Der Diskriminator 23 gibt ein Ausgangssignal mit einem bestimmten Potential ab, wenn das Hüllsignal des Videosignals unter einen Schwellwert V _t absinkt. Ein NAND- Tor 25 wird vom Ausgangssignal des Diskriminators 23 und dem Ausgang eines monostabilen Multivibrators 24 angesteuert, der seinerseits durch den Impuls S₀ angesteuert wird. Das Ausgangssignal des NAND-Tores 25 wird zum Triggereingang eines monostabilen Multivibrators 26 gegeben. Die Ausgänge Q und des monostabilen Multivibrators 26 sind mit einer Halteschaltung 27 verbunden, die in Fig. 6 durch die gestrichelte Umrandung angedeutet ist. Das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 26 bewirkt die Aufladung oder Entladung eines Kondensators 28 innerhalb der Halteschaltung 27. Zu diesem Zweck sind die Ausgänge Q und des monostabilen Multivibrators 26 jeweils mit der Basis von Transistoren 29 und 30 in der Halteschaltung 27 verbunden, wobei der Kollektor des Transistors 29 mit einem Potential von +V _cc verbunden ist, dessen Emitter und der Kollektor des Transistors 30 zusammen über einen Widerstand verbunden sind, der Emitter des Transistors 30 geerdet ist und der Emitter des Transistors 29 über eine Schalteinheit 31 mit dem Kondensator 28 verbunden ist. Die Schalteinheit 31 befindet sich in dem in Fig. 6 gezeigten Zustand, wenn ein monostabiler Multivibrator 32 ein Ausgangssignal erzeugt, um die Transistoren 29 und 30 mit dem Kondensator 28 zu verbinden, befindet sich aber in der anderen Position, wenn der monostabile Multivibrator 32 kein Ausgangssignal erzeugt. Der monostabile Multivibrator 32 wird über einen Schalter 33 angesteuert, der dann geschlossen wird, wenn eine Standbildwiedergabe erforderlich ist. Die Ausgangsgleichspannung der Halteschaltung 27 gelangt zu einem Verstärker 34, dessen Ausgangssignal gelangt dann zu Addierschaltungen 35 a bzw. 35 b.

Der Impuls S₀, der den Wechsel des Wiedergabekopfes anzeigt und bei einer Frequenz von 30 Hz eine relative Einschaltdauer von 50% besitzt, gelangt außerdem zu einem monostabilen Multivibrator 36 a, dessen Ausgang einen Sägezahngenerator 37 a ansteuert, der z. B. einen Integrator beinhaltet. Dadurch erzeugt der Sägezahngenerator 37 a ein Sägezahnsignal, dessen Anstiegdauer etwas über der Dauer des Bereichs t _a liegt, innerhalb der der Magnetkopf 1 a ein Ausgangssignal produziert, aber dessen Abfalldauer etwas kürzer als die Dauer des Bereichs t _b ist, in der der nächste Magnetkopf 1 b ein Wiedergabesignal erzeugt. Dieses Sägezahnsignal gelangt über eine Torschaltung 38 a zur Addierschaltung 35 a und wird dort dem Gleichstromsignal des Verstärkers 34 überlagert. Auf diese Art und Weise steht am Ausgang der Addierschaltung 35 a eine Steuerspannung S₂_a zur Verfügung. Die Torschaltung 38 a ist, wie in Fig. 6 dargestellt, im AUS-Zustand, wenn der monostabile Multivibrator 32 ein Ausgangssignal erzeugt, ist aber im eingeschalteten Zustand, wenn das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 32 verschwindet. Die Steuerspannung S₂_a wird über einen Wiedergabekontakt eines Wiedergabe-Aufnahmeumschalters 39 a zu einer Elektrode eines Ablenkelementes 40 a geführt, das den Magnetkopf 1 a trägt. Die andere Elektrode dieses Ablenkelements 40 a wird mit der Vorspannung über einen Umschalter 39 c belegt. Eine entsprechende Steuerspannung S₂_b, die dem Ablenkelement 40 b zugeführt wird, das den anderen Magnetkopf 1 b trägt, wird dadurch erzeugt, daß das Ausgangssignal eines monostabilen Multivibrators 36 b, der vom Impuls S₀ angesteuert wird, einem Sägezahngenerator 37 b zugeführt wird, dessen Sägezahnsignal über eine Torschaltung 38 b zur Additionsschaltung 35 b gelangt, wo es ebenfalls der Ausgangsgleichspannung des Verstärkers 34 überlagert wird. Damit steht am Ausgang der Additionsschaltung 35 b die Steuerspannung S₂_b zur Verfügung. Falls notwendig, können die Steuerspannungen S₂_a und S₂_b den Ablenkelementen 40 a und 40 b über Schleifringe zugeführt werden. Nötigenfalls können diese Signale auch noch verstärkt werden.

Mit diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es möglich, daß das Zentrum der Aufnahmespur mit dem Zentrum der Wiedergabespur übereinstimmt, und zwar durch den Betrag der Gleichspannung am Ausgang des Verstärkers 34, die dem Sägezahnsignal überlagert wird. Dies wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 7 bis 9 näher beschrieben.

Fig. 7A zeigt den Verlauf eines Hüllsignals eines RF-Video-Signals, das durch die Abtastung einer Wiedergabespur P₁ durch den Magnetkopf 1 a (Fig. 2B) erzeugt wird; Fig. 7B zeigt den Verlauf des Ausgangssignals, das vom Diskriminator 23 erzeugt wird, wenn das Potential des Hüllsignals unter der Schwellenspannung V _t liegt, Fig. 7C zeigt den Verlauf des Ausgangssignals, das vom monostabilen Multivibrator 24 zu Beginn einer Wiedergabespur P₁ abgegeben wird. Die in Fig. 7B und 7C dargestellten Signale werden der NAND-Schaltung 25 zugeführt, so daß diese NAND- Schaltung 25 das in Fig. 7D dargestellte Ausgangssignal erzeugt. Der monostabile Multivibrator 26, der vom Ausgangssignal der NAND-Schaltung 25 angesteuert wird, erzeugt ein Ausgangssignal, das nach der Abfallflanke des Ausgangssignals des NAND-Tores 25 den logischen Wert 1 annimmt, wie in Fig. 7E dargestellt ist. Dadurch wird der Transistor 30, der dieses Ausgangssignal zugeführt bekommt, angeschaltet, worauf der Kondensator 28 entladen wird. Dadurch verringert sich die Ausgangsgleichspannung, die der Verstärker 34 den Addierschaltungen 35 a und 35 b zur Verfügung stellt. Diese Gleichspannung ist niedriger als die Vorspannung , die in Fig. 5A dargestellt ist. Das Sägezahnsignal wird dieser Gleichspannung überlagert, so daß die Ablenkung des Ablenkelementes 40 a ihren maximalen Wert am Beginn der Wiedergabespur P₁ erhält, aber gleich null ist am Ende der Wiedergabespur P₁. Die Zeitkonstante des monostabilen Multivibrators 26 ist etwas länger gewählt als eine Rahmendauer, so daß, wenn die NAND-Schaltung 25 wieder ein Ausgangssignal mit dem logischen Wert 0 erzeugt, der monostabile Multivibrator 26 zurückgesetzt wird.

Im Falle der Wiedergabespur P₂ (Fig. 2C) stellt sich das Hüllsignal des RF-Video-Signals wie in Fig. 8A gezeigt dar; hier erzeugt der Diskriminator 23 ein Ausgangssignal, das in der zweiten Hälfte eines Bereichs den logischen Wert 1 annimmt, wie in Fig. 8B dargestellt. Wenn dieses Ausgangssignal und ein Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 24 (Fig. 8C) dem NAND-Tor 25 zugeführt werden, bleibt dessen Ausgangssignal auf dem logischen Wert 1, wodurch der monostabile Multivibrator 26 nicht angesteuert wird. Dementsprechend ist das Ausgangssignal Q des monostabilen Multivibrators 26 gleich 0 (Fig. 8E), aber sein Ausgangssignal nimmt den logischen Wert 1 an. Durch dieses Ausgangssignal wird der Transistor 29 angeschaltet und der Kondensator 28 geladen. Dadurch steigt die Ausgangsgleichspannung des Verstärkers 34, die den Additionsschaltungen 35 a und 35 b zugeführt wird, über den Wert der Vorspannung von . Da das Sägezahnsignal dieser erhöhten Gleichspannung überlagert wird, wird das Ablenkelement 40 a zu Beginn der Wiedergabespur P₂ praktisch nicht abgelenkt, seine Ablenkung erreicht jedoch ihren Höchstwert am Ende der Wiedergabespur P₂.

Im Fall der Wiedergabespur P₃ (Fig. 2D) bleibt das Hüllsignal des RF-Video-Signals immer überhalb der Schwellenspannung V _t (Fig. 9A) und das Ausgangssignal des Diskriminators 23 nimmt nicht den logischen Wert 0 an (Fig. 9B), so daß auch, wenn das Ausgangssignal des Diskriminators 23 und das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 24 (Fig. 9C) an die Eingänge der NAND-Schaltung 25 gelangen, deren Ausgangssignal ebenfalls nicht den logischen Wert 0 annimmt (Fig. 9D). Daraus folgt, daß der monostabile Multivibrator 26 nicht angesteuert wird (Fig. 9E) und der Kondensator 28 geladen wird. Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wird während der Zeit nach dem Anhalten des Video-Bandes durch den Schalter 33 nach Maßgabe der Zeitkonstante des monostabilen Multivibrators 32 eine Gleichspannung erzeugt, die einen solchen Betrag hat, daß das Zentrum der Wiedergabespur P₃ mit dem Zentrum der Aufnahmespur T zusammenfällt. Danach werden die Torschaltungen 38 a und 38 b durch das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 32 aktiviert, wodurch die Sägezahnsignale der Gleichspannung überlagert werden, und dadurch schließlich die Steuerspannungen S₂_a und S₂_b für die Ablenkelemente 40 a und 40 b erzeugt werden.

Die Erzeugung der Sägezahnsignale wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 10 näher beschrieben. Fig. 10A zeigt den Verlauf des Ausgangssignals der Flip-Flop-Schaltung 21, wobei dieses Signal den logischen Wert 1 annimmt, wenn im Bereich t _a der Magnetkopf 1 a das Video-Band abtastet, dagegen aber den logischen Wert 0 annimmt, wenn im Bereich t _b der andere Magnetkopf 1 b das Video-Band abtastet; dieser Übergang wird durch den Impuls S₀ verursacht. Wie oben schon beschrieben, wird der Impuls S₀ an die monostabile Multivibratorschaltung 36 a gegeben, die daraufhin ein Signal erzeugt, das den logischen Wert 1 länger annimmt als die Dauer des Bereichs t _a, und zwar um eine Zeitspanne τ vor dem Beginn des Bereichs t _a, und das den logischen Wert 0 für eine Zeitdauer annimmt, die kürzer ist als die Dauer des Bereichs t _b (Fig. 10B). Dieses Signal gelangt zum Sägezahngenerator 37 a, der dann das in Fig. 10C dargestellte Sägezahnsignal erzeugt. Dieses Sägezahnsignal wird dann in der Additionsschaltung 35 a der oben erwähnten Gleichspannung überlagert, und ergibt schließlich die Steuerspannung S₂_a. Diese Steuerspannung S₂_a wird dann dem Ablenkelement 40 a zugeführt. Die monostabile Multivibratorschaltung 36 b, die ebenfalls den Impuls S₀ erhält, erzeugt ein Ausgangssignal, das den logischen Wert 1 für eine Zeitdauer annimmt, die länger ist als der Bereich t _b, und zwar um die Zeitdauer τ vor Beginn des Bereichs t _b, das aber den logischen Wert 0 für eine Zeitdauer annimmt, die kürzer ist als die Dauer des Bereichs t _a (Fig. 10D). Der Sägezahngenerator 37 b, der dieses Ausgangssignal erhält, erzeugt darauf hin das in Fig. 10E dargestellte Sägezahnsignal. Dieses Sägezahnsignal gelangt zur Additionsschaltung 35 b und wird dort der Gleichspannung des Verstärkers 34 überlagert, woraus sich die Steuerspannung S₂_b ergibt, die an das Ablenkelement 40 b angelegt wird.

Gemäß der Erfindung sind also diejenigen Teile der Sägezahnsignale, bei denen sich die Spannung abrupt ändert (vgl. die eingekreisten Teile in den Fig. 10C und 10E), vor den Beginn der Bereiche t _a und t _b gelegt worden, in denen die Magnetköpfe 1 a bzw. 1 b das Video-Band 3 abtasten. Daraus ergibt sich, daß, selbst wenn die Ablenkelemente 40 a und 40 b durch Frequenzkomponenten der Sägezahnsignale in Resonanzschwingungen geraten sollten, diese erregten Schwingungen nach Ablauf der Zeitdauer τ weitgehend geschwächt sind. Dadurch wird vermieden, daß das Ausgangssignal durch diese Schwingungen beeinträchtigt wird.

Die Spannungsdifferenz V _a des Sägezahnsignals im Bereich t _a (Fig. 10C) und die Spannungsdifferenz V _b des Sägezahnsignals im Bereich t _b (Fig. 10E) stehen dann zur Verfügung, um die Verschiebung der Ablenkelemente zu bewirken, wodurch schließlich die unterschiedlichen Neigungen der Aufnahmespur T und der Wiedergabespuren bei einer Standbildwiedergabe ausgeglichen werden. Daraus folgt, daß die Spannungsdifferenzen V _a und V _b gleich groß sind.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die Sägezahnsignale der Sägezahngeneratoren 37 a und 37 b durch Tiefpaßfilter geleitet werden, um die besagten abrupten Signaländerungen zu vermeiden (Fig. 10F). In diesem Fall ist es natürlich möglich, daß die Spannungsdifferenz V _a, des Sägezahnsignals im Bereich t _a etwas höher gewählt wird als V _a, um den abgerundeten Signalverlauf wieder auszugleichen.

Die gegebene Beschreibung geht davon aus, daß die Spannungs-Ablenkcharakteristik des Ablenkelementes linear ist. Dies ist jedoch bei einem Ablenkelement, das aus piezoelektrischen oder piezokeramischen Schichten besteht, nicht immer der Fall. Beispielsweise ergibt sich in einem solchen Fall eine Spannungs-Ablenkcharakteristik der in Fig. 11 dargestellten Art, die sogar Hysterese-Charakter besitzt. Wenn der Betrag der dem Ablenkelement zugeführten Steuerspannung erhöht wird, durchläuft die Ablenkurve ausgehend vom Punkt a die Punkte b, c und d und endet schließlich im Punkt e, was eine nichtlineare Charakteristik ergibt. Umgekehrt, wenn der Betrag der angelegten Steuerspannung verringert wird, durchläuft die Ablenkkurve vom Punkt e den Punkt f bis zum Punkt a, was ebenfalls eine nichtlineare Charakteristik darstellt. Diese entgegengesetzten nichtlinearen Effekte bewirken den Hysterese-Charakter der in Fig. 11 dargestellten Kurve.

Falls also daß Ablenkelement im Bereich zwischen den Punkten b und d mit der Vorspannung in der Mitte benutzt werden soll, kann die Spurabweichung der Magnetköpfe nicht mehr ganz präzise korrigiert werden.

Im oben dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung verursacht diese Nichtlinearität keine Probleme oder Nachteile beim praktischen Gebrauch, es sind jedoch auch Fälle vorstellbar, wo das Ablenkelement eine derart starke Nichtlinearität hat, daß es erforderlich ist, zusätzliche Korrektureinrichtungen vorzusehen, um die Abweichungen der Wiedergabespur von der Aufnahmespur präzise korrigieren zu können.

Wie in Fig. 11 dargestellt ist, ist die Steuerspannung- Ablenkkennlinie des Ablenkelements zwischen den Punkten b und d eine differentielle Eigenschaft der angelegten Spannung. Wenn daher Integrierschaltungen vorgesehen sind, wie sie in Fig. 6 durch die gestrichelten Blöcke 41 a und 41 b dargestellt sind, geben diese Integrierschaltungen 41 a und 41 b das in Fig. 10G dargestellte Signal ab, wodurch der Nichtlinearitätseffekt beseitigt werden kann.

Die Beschreibung ist bisher von der Wiedergabe eines sogenannten Standbildes ausgegangen, d. h. von einem Fall, wo das Video-Band 3 angehalten ist; die vorliegende Erfindung kann jedoch auch bei einer Zeitlupenwiedergabe und einer Zeitrafferwiedergabe verwendet werden. Beispielsweise soll die Wiedergabegeschwindigkeit zur Erzeugung einer Zeitlupenwiedergabe nur ein Viertel derjenigen Geschwindigkeit betragen, die das Video-Band bei der Aufnahme gehabt hat. Dies wird nun noch im Zusammenhang mit den Fig. 12 und 13 beschrieben, in denen identische Bauteile (vgl. Fig. 6) auch identisch bezeichnet sind und im folgenden nicht mehr näher erläutert werden.

Bei einer Zeitlupenwiedergabe im Zeitverhältnis 1 : 4 ist ebenfalls der Neigungswinkel der Abtastspuren der Magnetköpfe 1 a und 1 b auf dem Video-Band 3 verschieden vom Neigungswinkel bei normaler Bandgeschwindigkeit. Dementsprechend können, ähnlich wie oben erläutert, Sägezahnsignale von den Sägezahngeneratoren 37 a und 37 b erzeugt werden und danach den Ablenkelementen 40 a und 40 b (in Fig. 12 nicht dargestellt) über die Integratorschaltungen 41 a, 41 b, die Additionsschaltungen 42 a, 42 b und ggfs. Ausgangsanschlüsse 43 a, 43 b zugeführt werden. Dadurch können die Abtastspuren der Magnetköpfe 1 a und 1 b den richtigen Abtastwinkel erhalten. Andererseits können in diesem Fall die Spitzenwerte der Sägezahnsignale niedriger sein als diejenigen bei der Wiedergabe eines Standbildes. Der Spitzenwert der Sägezahnsignale der Sägezahngeneratoren 37 a und 37 b kann daher mittels eines Zeitlupenschalters gegenüber der Standbildwiedergabe geändert werden. Im Falle der Zeitlupenwiedergabe mit einem Zeitverhältnis von 1 : 4 ist es notwendig, daß jede Spur jeweils zweimal von den Magnetköpfen 1 a und 1 b abgetastet wird. Es ist daher notwendig, daß den Ablenkelementen 40 a und 40 b solche Steuerspannungen zugeführt werden, die durch die Überlagerung einer Gleichspannung eines bestimmten Wertes und der oben genannten Sägezahnsignale zustande kommen. Der dafür erforderliche Schaltkreis wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 12 und 13 erläutert.

Ein Steuerkopf 44 tastet vom Video-Band (nicht dargestellt) ein CTL-Signal ab (Fig. 13A). Dieses Signal gelangt dann zu einem monostabilen Multivibrator 45, dessen Ausgangssignal in Fig. 13B dargestellt ist. Dieses Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 45 gelangt zu einem Sägezahngenerator 46, so daß die Abfallflanke des Ausgangssignals des monostabilen Multivibrators 45 den Beginn des ansteigenden Teils des Sägezahnsignals steuert. Die Frequenz dieses Sägezahngenerators 46 beträgt beim vorliegenden Zeitverhältnis von 1 : 4 und einem NTSC-Signal 15 Hz; der Beginn des Anstiegs des Sägezahnsignales liegt um die Zeitspanne τ (vgl. Fig. 10) vor dem Auftreten des CTL-Signals.

Das Sägezahnsignal vom Sägezahngenerator 46 gelangt zu Abtastschaltungen 47 a und 47 b, die, gesteuert von den Ausgangssignalen der monostabilen Multivibratoren 36 a und 36 b, das Sägezahnsignal abtasten. Im vorliegenden Beispiel wird der Abtastvorgang einmal pro Doppelzyklus des Ausgangssignals der monostabilen Multivibratoren 36 a und 36 b durchgeführt (Fig. 13D und 13E). Die Ausgangssignale der Abtastschaltungen 47 a und 47 b (Fig. 13E und 13G) werden zu Addierschaltungen 42 a und 42 b gegeben.

Da diese Ausgangssignale wie schon im obigen Beispiel um die Zeitspanne τ verschoben sind, können sich Schwingungsvorgänge in den Ablenkelementen, die durch die Änderung des Ausgangssignals der Abtastschaltungen 47 a und 47 b entstehen können, nicht mehr gravierend auf das Wiedergabesignal auswirken.

Claims

1. Einrichtung zur Abtastung eines Video-Magnetbands mit Schrägspuraufzeichnung bei unterschiedlichen Aufnahme- und Wiedergabegeschwindigkeiten mit

- mindestens einem Wiedergabemagnetkopf zum Abtasten der Spuren,
- einem Sägezahngenerator pro Wiedergabemagnetkopf,
- einem Ablenkelement pro Wiedergabemagnetkopf, wobei dem Ablenkelement die Spannung vom Sägezahngenerator zugeführt wird, woraufhin sich dieses verformt und den an seinem freien Ende befestigten Wiedergabemagnetkopf auslenkt, und
- einer Positionsgeberschaltung, die die Positionen von Band und Wiedergabemagnetkopf ermittelt und den Sägezahngenerator so ansteuert, daß dieser als Ablenkelement dann mit der Ablenkspannung versorgt, wenn sich eine Spur am Wiedergabemagnetkopf vorbeibewegt, so daß der Wiedergabemagnetkopf zunehmend stark ausgelenkt der Bandspur folgt,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Anstiegszeit (ta + τ, tb + τ) des Signals vom Sägezahngenerator (37 a, 37 b) mindestens um diejenige Ausschwing- Zeitspanne (τ) größer ist als die Abtastperiodendauer (ta, tb) eines Wiedergabemagnetkopfes (1 a, 1 b), innerhalb der Schwingungen des Ablenkelements (40 a, 40 b) abklingen, die nach einem Wechsel der Ablenkrichtung auftreten, und
- die Positionsgeberschaltung (4, 5 a, 5 b, 21-34) den Sägezahngenerator so ansteuert, daß dieser die Richtung des Sägezahnsignals ändert, bevor der Wiedergabemagnetkopf eine Bandspur abtastet, wobei der zeitliche Verlauf mindestens der Ausschwing-Zeitspanne entspricht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Übertragungsmittel (41 a, 41 b) zur Verformung der Sägezahnimpulse dergestalt, daß dadurch eine nichtlineare Spannungs- Ablenkcharakteristik der Ablenkelemente (40 a, 40 b) kompensiert ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsmittel (41 a, 41 b) aus Integrierschaltungen bestehen.

4. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Höhe der Sägezahnimpulse von der Wiedergabebandgeschwindigkeit abhängt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überlagerungsschaltung (44, 45, 46, 47 a, 47 b, 42 a, 42 b) vorgesehen ist, die die maximale Höhe der Sägezahnimpulse bestimmt.

6. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Schaltmittel (22, 23, 24, 25, 26, 27, 34) zur Bestimmung der relativen Lage der Video-Spuren zu den Wiedergabemagnetköpfen und Additionsschaltungen (35 a, 35 b) zur Zuführung einer daraus gewonnenen Gleichspannung zusätzlich zu den Sägezahnspannungen an die Ablenkelemente (40 a, 40 b).

7. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenkelement (40 a, 40 b) aus zwei piezo-elektrischen oder piezo-keramischen Schichten (7, 9) verschiedener Charakteristik besteht.