DE2746573C3

DE2746573C3 - Magnetband- Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung für Farbfernsehsignale

Info

Publication number: DE2746573C3
Application number: DE2746573A
Authority: DE
Inventors: Ichiro Kyoto Arimura; Norio Takatsuki Meki
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1976-10-19
Filing date: 1977-10-17
Publication date: 1981-12-17
Also published as: NL187886B; NL7711403A; DE2746573B2; DE2746573A1; GB1591922A; US4137547A; NL187886C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Magnetband-Aufzeichnungs- und -Wiedergabevorrichtung für Farbfernsehsignal, bei der zur Aufzeichnung das Helligkeitssignal winkelmoduliert und das einem Hilfsträger aufmodulierte Farbsignal durch Frequenzumwandlung in einen Frequenzbereich unterhalb des winkelmodulierten Helligkeitssignals verschoben wird und zur Wiedergabe eine inverse Signalverarbeitung erfolgt, bei der die zur Frequenzrückumsetzung des Farbsignals in den normierten Frequenzbereich einem nichtlinearen Mischer zugeleitete Sinusschwingung zum Ausgleich von Zeitfehlern in der Phase geregelt wird, indem die Sinusschwingung durch nichtlineare Überlagerung einer zweiten und einer dritten derartigen Schwingung

ίο erzeugt wird, wobei die zweite Schwingung von einem Oszillator geliefert wird, dessen Ausgangssignal in der Frequenz und Phase gesteuert wird durch aas Ergebnis eines Phasenvergleichs zwischen dem dem rückumgesetzten Farbsignal entnommenen Farbsynchronsignal :ind einer Bezugsschwingung, und die dritte Sinusschwingung geliefert wird von einem weiteren frequenzvariablen Oszillator, dessen Frequenz und Phase durch Phasenvergleich seines Ausgangssig.ials mit einem von den Horizontalimpulsen des wiedergegebenen Fernsehsignals abgeleiteten Vergleichssignal geregelt wird, sowie mit einer Signalausfall-Kompensationsschaltung.

Bei einer bekannten Magnetband-Aufzeichnungsund -Wiedergabevorrichtung der eingangs genannten Art (DE-OS 24 61 704) wird im Fall eines durch einen Dropout verursachten Signalfehlers im aufgezeichneten Farbfernsehsignal, wie er etwa durch Staubteilchen auf dem Magnetband oder schadhafte Stellen des Magnetbandes hervorgerufen werden kann, die von dem

J« Dropout befallene Zeile mittels der Signalausfall-Kompensationsschaltung bei der Wiedergabe durch die entsprechende zeitlich vorhergehende Zeile ersetzt Da jedoch für die Erkennung des Dropouts und die Durchführung der Ersetzung eine gewisse, wenn auch kurze Zeitdauer erforderlich ist, verbleibt eine während dieser Zeitdauer auftretende Rauschstörung in dem wiedergegebenen Farbfernsehsignal bestehen, die bei der Ableitung des Vergleichssignals für den Phasenvergleich fälschlich wie ein Horizc.italsynchronimpuls

■»ο wirken kann. Dadurch kommt es in nachteilhafter Weise zu einer falschen Einregelung der Phase des Farbsignals, die sich über eine größere Anzahl von Zeilen erstrecken kann, was zu Bildverzerrungen und Farbfehlern führt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Magnetband-Aufzeichnungs- und -Wiedergabevorrichtung der eingangs genannten Art unter Vermeidung der vorerwähnten Nachteile derart auszubilden, daß auch beim Auftreten von Dropouts eine fehlerfreie Einstellung der Phase des Farbsignals sichergestellt ist.

^r>o Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Signalausfall-Kompensationsschaltung im Falle e'nes Dropout einen Sperrschalter in Tätigkeit setzt, der sowohl die Weiterleitung des von den Horizontalsynchronimpulsen abgeleiteten Vergleichssignals als auch des Farbsynchronsignals zu den entsprechenden Phasenvergleichern verhindert.

Da der Sperrschalter im Falle eines Dropout sowohl die Weiterleitung des von den Horizontalsynchronimpulsen abgeleiteten Vergleichssignals als auch das Farbsynchronsignal zu den entsprechenden Phasenvergleichern verhindert, kann es somit nicht vorkommen, daß die Phasenvergleicher fälschlich auf die beim Dropout trotz der Kompensation durch die Signalausfall-Kompensationsschaltung auftretende Rauschstö-

f>5 rung ansprechen, so daß eine falsche Einstellung der Phase des Farbsignals auf einfache Weise und völlig sicher vermieden ist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprü-

chen und der folgenden Beschreibung, in der die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert ist. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Abtastung eines Magnetbandes durch Magnetköpfe einer Magnetband-Aufzeichnungs- und -Wiedergabevorrichtung für Farbfernsehsignale,

Fig.2 ein Deispiel für gemäß der schematischen Darstellung der F i g. 1 mit hoher Aufzeichnungsdichte auf dem Magnetband aufgezeichnete Spuren,

F i g. 3 eine Erläuterung einer Aufzeichnungsart, die bei hoher Aufzeichnungsdichte Einstreuungen in das Farbsignal aus Nachbarspuren vermeidet,

F i g. 4 ein Blockschema einer Ausführungsform der Magnetband-Aufzeichnungs- und -Wiedergabevorrichtung,

F i g. 5 eine Darstellung zur Erläuterung der Wirkweise einer Phasendrehschaltung in F i g. 4,

F i g. 6 eine Signalverlaufsdarstellung zur Erläuterung der Wirkweise einer AFN-Schleife in F i g. 4,

F i g. 7 eine Signalverlaufsdarstellung zur L'rläuterung der Wirkweise einer APC-Schleife in F i g. 4 und

Fig.8 ein Blockschema eines l/n-Frequenzteilers in Fig. 4.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, erfolgt bei einer Magnetband-Aufzeichnungs- und -Wiedergabevorrichtung die Signalaufzeichnung auf einem Magnetband .i durch Magnetköpfe 1 und 2, die sich um einen Drehungsmittelpunkt O drehen. Die Winkel der Magnetspalte der Magnetköpfe 1 und 2, die sogenannten Azimutwinkel, differieren um annähernd ±6°. Wegen dieser Differenz in den Azimutwinkeln tritt in den hohen Frequenzkomponenten ein hoher Verlust (Azimutverlust) ein, so daß ohne Schutzband (aufzeichnungsfreies Band) eine hohe Aufzeichnungsdichte erzielt werden kann. Da das betreffende Frequenzband bei einigen MHz liegt, unterliegt das winkelmodulierte Helligkeitssignal dank dem Azimutverlust auch ohne Schutzspur iiicht der Beeinflussung durch Nachbarspuren. Hingegen liegt das in einen Frequenzbereich unterhalb des winkelmodulierten Helligkei:ssignals, im folgenden kurz »niederer Frequenzbereich« genannt, verschobene Farbsignal bei einigen hundert kHz und hat mithin einen geringen Azimutverlust Es daher eine Einstreuung durch das Farbsignal der Nachbarspuren auf. Zur Beseitigung der Einstreuung der Nachbarspuren ist daher die Vorkehrung getroffen, daß das in den niederen Frequenzbereich verschobene Farbsignal zwischen benachbarten Spuren frequenzverschränkt ist, wobei die Einstreuung der Nachbarspuren durch ein Kammfilter ausgeschaltet wird.

In F i g. 3 ist eine bei der Magnetband-Aufzeichnungsund -Wiedergabevorrichtung angewendete Aufzeichnungsart zur Vermeidung der Einstreuung des Farbsignals der Nachbarspuren veranschaulicht. In F i g. 3 ist bei (a) eine Farbsynchronsignalphase eines NTSC-Farbfernsehsignals dargestellt, wobei Teinf Horizontalabtastperiode (eine Zeile) bezeichnet, bei (b) eine von dem Magnetkopf 1 mit dem Azimutwinkel von +Θ in einer Spur A aufgezeichnete Farbsignalphase, die durch das Signal (a) nach einer im Uhrzeigersinn verlaufenden Phasendrehung um 90° für jede Zeile festgelegt ist, bei (c) eine von dem Magnetkopf 2 mit dem Azimutwinkel von — θ in einer Nachbarspur B aufgezeichnete Farbsignalphase, die durch das Signal (a) nach einer entgegen dem Uhrzeigersinn verlaufenden Phasendrehung um 90° für jede Zeile festgelegt ist, bei (d) ein wiedergegebenes Signal, das eine Einstreuung durch die Nachbarspur B, in der das Signal (c) aufgezeichnet ist, enthält, wenn die Wiedergabe der aufgezeichneten Spur A, in der das Signal (b) aufgezeichnet ist, durch den Magnetkopf 1 mit dem Azimutwinkel -t-θ erfolgt, wobei eine durchgezogene Linie das von dem Magnetkopf 1 aus der aufgezeichneten Spur A des Signals (b) wiedergegebene Signal bezeichnet, während eine durchbrochene Linie eine Störkomponente infolge

ίο Einstreuung aus der Nachbarspur B bezeichnet, bei (e) das zur Rückumsetzung des durchgezogen dargetellten Signals in das ursprüngliche Farbsignal im normierten Frequenzbereich nacheinander um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn gedrehte Signal (d), wobei dieses auf der Zeile 5um0° gedreht wurde, auf der Zeile 5+1 um 90°, auf der Zeile 5+2 um 180° und auf der Zeile 5+3 um 270°, bei (f) das um eine Horizontaiabtastperiode (eine Zeile) verzögerte Signal (e) und bei (g) ein durch Addieren der Signale (e) und (f) erzeugtes Signal, aus dem die Störkomponenic (durchkochen dargestellt) beseitigt ist.

Da die Gleichlaufsteuerung der Phasendrehung von einem aus den Hcrizontalsynchronimpulsen des wiedergegebenen Farbfernsehsignal abgeleiteten Vergleichssignal geregelt wird, kann es bei einem Signalfehler in dem wiedergegebenen Farbfernsehsignal zu einer fehlerhaften Phasenumdrehung des Farbsignals kommen, so daß die Farbsignalphase vom Zeitpunkt des Signalfehlers bis zum Ende des betreifenden Teilbildes fehlerhaft bleibt Es zeigt sich daher eine Erscheinung ähnlich einer Schrägverzerrung, was eine beträchtliche Änderung in der Farbsignalphase nach sich zieht. Versuche ergaben, daß sich der Farbfehler über 10 bis 20 Horizontalabtastperioden erstrecken kann.

In F i g. 4 ist eine Ausführungsform der Magnetband-Aufzeichnungs- und -Wiedergabevorrichtung dargestellt, bei der das in den niederen Frequenzbereich verschobene Farbsignal in einer zwischen Jen Nachbar-Spuren frequenzverschränkten Form aufgezeichnet und die Einstreuung durch das Kammfilter beseitigt wird.

Jas zur Aufzeichnung an einem Eingangsanschluß 4 erscheinende NTSC-Farbfernsehsignal wird durch ein Tiefpaßfilter 5 und ein BandpaSfilter 6 in das Helligkeitssignal und das Farbsignal aufgeteilt, und das abgetrennte Helligkeitssigna] wird vorverzerrt und dann durch einen Frequenzmodulator 7 frequenzmoduliert, um hierauf über ein Hochpaßfilter 8 einem Addierer 9 zuzugehen. Zum andern wird das abgetrennte Farbsignal h in einem Frequenzwandler 10 der Frequenzumwandlung durch eine Sinusschwingung i unterzogen und dann einem Tiefpaßfilter 11 zugeleitet, um das in den niederen Frequenzbereich verschobene Farhiiynal k zu erzeugen, das dann dem Addierer 9 zugeht, dessen Ausgangssignal über einen Aufnahme-Wiedergabe-Schalier 12 zur Aufzeichnung auf dem Magnetband dem Magnetkopf 13 zugeleitet wird.

Bei der Erzeugung des die Sinusschwingung darstellenden Signals /beim Aufzeichnungsvorgang wird durch einen monostabilen Multivibrator 34 aus dem auf einen Eingangsanschluß 33 gegebenen Synchronsignalge= misch ein erster Impuls mit einer Impulsdauei erzeugt, die kürzer als die Zeit T(63^sec) einer lH-Periodo (Horizontalabtastperiode) und länger als 772 ist, um das Vertikalsynchronsi-inal und den Ausgleichsimpuls zu beseitigen. Hierdurch wird einer instabilen Betriebsweise einer im folgenden noch zu beschreibenden automatischen Frequenznachführungs- oder AFN-Schaltung vorgebeugt, wie sie andernfalls wegen des

Vertikalsynchronsignals oder des Ausgleichsimpulscs eintreten würde. Das durch den ersten Impuls gelieferte Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 34 geht einem zweiten monostabilen Multivibrator 35 zu, der einen zweiten Impuls erzeugt, dessen Vordcrflanke mit der des ersten Impulses zusammenfällt und der eine Impulsdauer von einigen Mikrosekiinden hat. Der zweite Impuls geht über einen noch /u beschreibenden Sperrschalter 36 einem Phasenvergleich^ 32 zu. Zum andern erzeugt ein erster frequenzvariabler Oszillator 29 Impulse mit einer Schwingungsfrcquen/. η ■ m ■ fu, wie in Fi g. 5a gezeigt, wobei mund π ganze Zahlen sind und fu— 15,734 kHz die Horizontalabtastfrequcn/ bedeutet. Das Ausgangssignal des frequcnzva.-iablcn Oszillators 29 unterliegt der Frequenzteilung durch w (wobei m bei der dargestellten Ausführungsform gleich 4 ist) in einem l/m-Frequenzteiler 30, dessen Ausgangssignal einer weiteren Frequenzteilung durch η (beispielsweise π gleich 4ö) in einem i/n-Frequcnzteiier Ji unterzogen wird, worauf dessen Ausgangssignal dem Phasenvergleicher 32 zugeht, in dem wiederum das Ausgangssignal des Sperrschalters 36 einem Phasenvergleich mit dem Ausgangssignal des Mn- Frequenzteilers 31 unterzogen wird, um so ein Verglcichssignal zu erzeugen, das den ersten frequenzvariablen Oszillator 29 in Frequenz und Phase regelt. Diese Schaltungen stellen die obenerwähnte AFN-Sehaltung dar.

Wie aus F i g. 5b, 5c, 5d und 5e hervorgeht, weist die Ausgangsseite des l/m-Frequenzteilers 30 vier Phasenausgänge auf, an denen Ausgangssignale der Phasen 0°, 90°, 180° und 270° mit einer Frequenz von jeweils gleich η ■ ///anliegen, und diese gehen einer 90°-Phasendrehschaltung 38 zu, die in Aufeinanderfolge jeweils eines dieser vier Ausgangssignale durch ein aus dem l/n-Frequenzteiler 3t erhaltenes Taktsignal j der Horizontalabtastfrequenz f,i wählt, um es als eine dritte Sinusschwingung einem Frequenzwandler 39 zuzuleiten. Die 90°-Phasendrehschaltung 38 ändert die Richtung der Phasendrehung bei jedem Teilbild durch ein Steuersignal, das an einem Eingangsanschluß 37 anliegt und bei jedem Teilbild umgekehrt wird, wie dies in Fig. 5f gezeigt ist, so daß sich die Richtung der Phasendrehung für die von den Magnetköpfen mit den Azimutwinkeln +Θ und -Θ abgetasteten Nachbarspuren von Teilbild zu Teilbild umkehrt. Das Steuersignal f ist eine Impulsfolge mit der Frequenz von 30 Hz, die bei der Drehung der Magnetköpfe erzeugt wird.

Bei der Aufzeichnung ist der Aufnahme-Wiedergabe-Schalter 27 nach der Seite REC (Aufnahme) umgelegt, und ein nichtlinearer Mischer 39 unterzieht die dritte Sinusschwingung der Frequenz f_c= η ■ fn aus der PhasendrehschalHing 38 einer Frequenzumwandlung durch nichtlineare Überlagerung mit einer zweiten Sinusschwingung aus einem frequenzvariablen Oszillator 28, der bei Aufzeichnung als Festfrequenzoszillator der Schwingungsfrequenz f, arbeitet, wobei Λ die durch das Farbsynchronsignal definierte Frequenz des Farbsignals bedeutet. Es werden dann nur die Frequenzkomponenten f_r + f, durch ein Bandpaßfilter 40 entnommen und dem Frequenzwandler 10 zugeleitet, der das in den niederen Frequenzbereich verschobene Farbsignal erzeugt.

Es soll nun näher auf das ursprüngliche Farbsignal h. die Sinusschwingung /aus dem Bandpaßfiiter 4ö und das in den niederen Frequenzbereich verschobene Farbsignal k eingegangen werden. Das Farbsignal h kann ausgedrückt werden durch

F₁ - sin

worin ο),( = 2.τ Λ) die zu Λ gehörende Winkelfrequenz des Farbsignals bezeichnet. Wenn das Farbsignal durch den V.agnetkopf mit dem Azimutwinkel +Θ aufgezeichnet wird, ist die Sinusschwingung / durch die folgenden Gleichungen auszudrücken, die sich nach jeweils vier Horizontalabtastperioden f/^wiederholen:

F₂ (s) = sin (ω, + M₁)I
Mv + I)== sin|(ft>,+ 6j,)f- ¹WI
; (.v+ 2) ==- sin |(ft>_%+ fti,)/ - 180°j

worin ω,= 2 -τ f_a während s die Adresse der betreffenden Horizontalabtastzeile bezeichnet. Die Ausgangssignale des Frequenzwandlers 10, die den Gleichungen (2). (3), (4) und (5) entsprechen, ergeben sich also zu

f. F₂is)= 1/2 [cos(μ, + μ, - μ.) ι - cos (ω. + <■>, + ω.) i\

- I/2 [cos ω ι - cos (2 (■) + m,)i]

F₁ F_:[.!tl)= 1/2[COS(W, r-W)-cos ((2 ω. + m.w-90°)] f, ■ F₂(s+2) = 1/2[COS(W,;- 180°) - cos {(2 „>..+ ω,)ι - 18O⁰I] F, ■ f;(.?+3)= 1/2[cos((,),/-270^o)-cos{<2m, + w .W-270°)]

Von dem Tiefpaßfilter 11 werden nur die ersten Glieder der Gleichungen (6), (7), (8) und (9) entnommen, so daß das in den niederen Frequenzbereich verschobene Farbsignal Jt mit der Winkelfrequenz ω_Γ erzeugt wird, wobei dessen Phase um 0°, 90°, 180° und 270° gedreht wird, wie dies in F i g. 3b gezeigt ist

Wenn das Farbsignal von dem Magnetkopf mit dem Azimutwinkel — θ aufgezeichnet wird, so gilt entsprechend, daß das in den niederen Frequenzbereich verschobene Farbsignal Jt zu einem Signal wird, dessen Phase sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, wie dies in Fig.3c gezeigt ist, was durch die folgenden Gleichungen wiederzugeben ist:

F₁ ■ F₂[s)= l/2cos<y_rr (10)

F₁ ■ F₂U+ I)= l/2(cos6i_r/+ 90°) (11)

F; F₂ {s+ 2) =1/2 (cos ω_Γι+ 180°) (12)

F₁ ■ F₂(s+ 3)= 1/2(COS(W, / + 270°) (13)

Das so erzeugte, in den niederen Frequenzbereich verschobene Farbsignal k wird von dem Addierer 9 mit dem frequenzmodulierten Helligkeitssignal kombiniert, und das Ausgangssignal des Addierers geht über den Aufnahme-Wiedergabe-Schalter 12 dem Magnetkopf 13 zur Aufzeichnung auf dem Magnetband zu.

Bei der Wiedergabe wird das von dem Magnetkopf !3 wieocrgegebene Signal durch den Aufnahme-Wiedergabe-Schalter 12 entnommen und von einem Hochpaßfilter 14 und einem Tiefpaßfilter 15 in das frequenzmodulierte Helligkeitssignal und das in den niederen Frequenzbereich verschobene Farbsignal aufgespalten. Das frequenzmodulierte llelligkeitssignal wird über eine Ausfallkompensationsschaltung 16 gegeben und von einem Frequenzdemodulator 17 demoduliert, worauf das Ausgangssignal einem Tiefpaßfilter 18 zur Wiedergabe des Helligkeitssignals zugeht, das einem Addierer 19 zugeleitet wird, der das Helligkeitssignal mit dem noch zu erörternden, rückumgesetzen Farbsignal kombiniert, so daß an einem Ausgangsanschluß 20 das normierte Farbfernsehsignal erscheint. Zum andern geht das abgetrennte, in den niederen Frequenzbereich verschobene und in Fig. 3d dargestellte Farbsignal einem nichtlinearen Mischer 21 zur Frequenzumwandlung durch die Sinusschwingung ; zu, worauf das rückumgesetzte Farbsignal noch durch ein Bandpaßfilter 22 hindurchgeleitet wird.

Bei der Wiedergabe geht das wiedergegebene Synchronsignalgemisch dem Eingangsanschiuß 33 zu. und die dritte Sinusschwingung der Frequenz f_c = n ■ fn. die jtch mit den von beispielsweise durch Schwankungen in der Transportgeschwindigkeit des Magnetbandes hervorgerufenenen Zeitfehlern betroffenen Horizontalsynchronimpulsen im Phasengleichlauf befindet, wird in der den frequenzvariablen Oszillator 29, den 1/m-Frequenzteiler 30, den Mn- Frequenzteiler 31 und den Phasenvergleicher 32 umfassenden AFN-Schaltung von dem t//n-Frequenzteiler 30 und der Phasendrehschaltung 38 erzeugt. Die Frequenz des die dritte Sinusschwingung liefernden Ausgangssignals der PhasendrehschaUung 38 ist durch

(n ■ fn+ η ■ Af_H)

auszudrücken, worin zl/V/den Zeitfehler der Horizontalsynchronimpulse ausdrückt. Dieses Ausgangssignal wird j -, dem die zweite Sinusschwingung liefernden Ausgangssignal des frequenzvariablen Oszillators 28 überlagert, wodurch die Frequenzrückumsetzung des in den niederen Frequenzbereich verschobenen Farbsignals mit Hilfe des Mischers 21 erreicht wird, um so das >o ursprüngliche, normierte Farbsignal wiederzugeben. Zum andern wird das rückumgesetzte Farbsignal eüber das Kammfilter 23 gegeben und geht einem Farbsynchronsignaltor 24 zur Entnahme des Farbsynchronsignals zu, das einem Phasenvergleicher 26 zugeleitet wird, dem auch eine von ein«m Festoszillator 25 erzeugte Bezugsschwingung zugeht. Der Phasenvergleicher 26 unterzieht diese beiden Signale einem Phasenvergleich zur Erzeugung eines Fehlersignals, das dem Aufnahme-Wiedergabe-Schalter 27 zur Steuerung des frequenzvariablen Oszillators 28 zugeht, der zum Zweck der Gleichtaktsteuerung zur Verstärkung des Kammeffekts der Beseitigung von Nachbareinstreuungen und zur Erhöhung der Temperaturbeständigkeit mit einem Kristallresonator arbeitet. Die auf diese Weise gebildete automatische Phasenregelungs- oder APC-Schaltung ermöglicht bei Abwesenheit von Signalfehlern eine Phasenregelung des rückumgesetzten Farbsignals im Sinne eines Ausgleichs der Zeitfehler.

Es soll nun die vorstehend erwähnte Frequenzrückumsetzung des Farbsignals formelmäßig eingehend erläutert werden. Bei Wiedergabe durch den Magnetkopf mit dem Azimutwinkel +6¹ wird das in Fig. 3b gezeigte ungestörte Signal M am Ausgangsanschluß des Tiefpaßfilters 15 erzeugt, das durch die folgenden Gleichungen darzustellen ist, die den Gleichungen (6), (7), (8) und (9) entsprechen:

.W(J)	= COS O), I	ι- 90	°)	(14)
l/(.s+l)	= cos(«.	/ -180	°)	(15)
Wl,+2)	= cos(w,	ί-270	°)	(16)
l/(.v+3)	= cos (ω,		(17)

Die durch Einstreuung aus den Nachbarspuren verursachte Störkomponente N ist nach den Gleichungen (10), (11),(12) und (13) wie folgt darzustellen:

/V(j)	= cos ω, ι	(18)
.V(J+1)	= cos(w./+ 90°)	(19)
,V(J+2)	= cosK ' + 180°)	(20)
.V(J+3)	= cos(w,/+270°)	(21)

Die Frequenzrückumsetzung durch den Mischer 21 kann ausgedrückt werden durch die allgemeine Formel

cosl«. /+ Θ,) · sin {(ω. + ω)ι + Θ,\ = 1/2 [sin {(2 ω. + ω,)/ +0, + θ_}) -sin {(ω, -ω, -ω.)/+θ, - θ-.}] (22)

worin der Faktor cos((u_c t+θ·) vom Farbsignal herrührt und sin {(ω?+ω*) t+θι} von der Sinusschwingung.

Da von dem Bandpaßfilter 22 nur das zweite Glied in der Gleichung (22) entnommen wird, ist das resultierende, rückumgesetzte Signal auszudrücken durch

-l/2sin(-fc»,r+0| -Θ.)=

(23)

worin θΐ dem Phasenwinkel in den Gleichungen (14) bis (21) entspricht und Θ} dem Phasenwinkel der Sinusschwingung. Damit das durch die Gleichung (23) dargestellte, ungestörte Signal gleich '/2 sin m_st ist muß also die Beziehung Θ3 — θι = 0 gelten.

5ϊ Da der Phasenwinkel bei dem in den niederen Frequenzbereich verschobenen Farbsignal nacheinander für jede Horizontalabtastung einer Änderung um 90° unterliegt wie dies aus den Gleichungen (14), (15). (16) und (17) hervorgeht wird die dem in den niederen

t>o Frequenzbereich verschobenen Farbsignal zugeordnete Phase dementsprechend bei der Wiedergabe durch die Phasendrehschaltung 38 ebenfalls so gedreht daß eine gegensinnige Phasendrehung eintritt Für die Störkomponente Nwird Θ3-Θ1 in diesem Fall 0°, -180°, 0° und

b5 -180°. Das Ausgangs-signal e an dem Bandpaßfilter 22 ist in Fig.3e dargestellt Das Ausgangssignal e geht dem Kammfilter 23 zu, in dem die Störkomponente beseitigt wird, so daß das rückumgesetzte Farbsignal

schließlich nur das ungestörte Signal enthält, wie dies in Fig. 3g gezeigt ist.

Es soll nun der Betrieb beim Auftreten eines Signalfehlers durch einen Dropout erläutert werden. In Fig.6{a) ist das Ausgangssignal des Hochpaßfilters 14 -, beim Eintreten eines derartigen Signalfehlers dargestellt, und F i g. 6{b) zeigt einen von der Ausfallkompensationsschaltu.ig 16 erzeugten Ausfalldemodulationsimpuls. Da der Dropout oder Ausfall durch Zuleitung des Ausgangssignals des Hochpaßfilters 14 zu dem Tiefpaß- ι ο filter zur Hüllkurvendeinoduiation festgestellt wird, erscheint der Ausfalldemodulationsimpuls nach Verstreichen einer Zeitspanne ri, gerechnet vom Augenblick des Auftretens des Ausfalls. In Fig.6(c) ist das Ausgangssignal der Ausfallkompensationsschaltung 16 ι -, dargestellt, wobei das Signal während der Ausfallperiode durch das Signal in der voraufgegangenen Horizontalabtastperiode ersetzt ist. Der schraffierte

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genen Horizontalabtastperiode dar, das in den Ausfall- >o bereich eingefügt ist. F i g. 6(d) zeigt das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 18, das nach einer Zeitspanne τι nach dem Eintritt des in Fig.6(a) dargestellten Ausfalls erscheint. Wie aus der Figur hervorgeht, ist vorgesehen, daß r₂>r, ist. In Fig. 6(d) erscheint der Ausfallbereich r> als Rauschen, das je nach Sachlage in den Synchronsignalen oder nahe einem Weißsignal in Erscheinung treten kann. F i g. 6(e) zeigt das aus dem Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 18 herausgetrennte Synchronsignalgemisch, und zwar jene Horizontalabtastperiode, die w das ausfallbedingte Rauschen im Horizontalsynchronsignal einbegreift Das abgetrennte Synchronsignalgemisch wird auf den Eingangsanschluß 33 gegeben.

Falls das Signal der F i g. 6(e) dem Phasenvergleicher 32 zuginge, würde es wegen des Rauschens (Ausfalls) r. zur Erzeugung einer fehlerhaften Vergleichsspannung führen, was eine beträchtliche Änderung in der Farbsignalphase nach sich zöge. Bei Verwendung des Signals der F i g. 6(e) als Torimpuls für das Farbsynchronsignaltor 24 würde das Farbsignal oder das Austastrauschen entnommen werden, was eine Änderung in dem Farbsignal i.ix Folge hätte. Falls schließlich das Signal der Fig.6(e) als Taktsignal für die Farbsignalphase verwendet werden sollte, so würde die Phasendrehschaltung 38 fehlerhaft arbeiten, und in der Farbsignalphase von 90° oder 180° würde eine Unstetigkeit hervorgerufen, worauf zur Stabilisation mehr als einige Horizontalabtastperioden erforderlich wären. Aus den obengenannten Gründen kann das Signal der Fig.6(e) für diese Zwecke nicht benutzt ίο werden.

In Fig.6(f) ist das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 34 in F i g. 4 dargestellt Das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 34 wird durch einen im Hochpegelbereich erscheinenden Signalfehler nicht beeinflußt, doch falls ein Ausfall im Niederpegelbereich eintreten sollte, geht das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 34 augenblicklich auf den hohen Pegelwert über. Die durchgezogene Linie in Fig.6(f) gibt eine von dem Ausfall beeinflußte Wellenform wieder, während die durchbrochene Linie den normalen Verlauf zeigt Wäre die Impulsdauer 7Wl in Fig.6(f) so festgelegt, daß sie gleich einer Horizontalabtastperiode ist so würde die Auswirkung des Ausfalls beseitiget Tatsächlich kann sie aber megen c. beispielsweise der Änderung in der Bandgeschwindigkeit des Zeitfehiers und der Temperaturcharakteristik des mon^stabilen Multivibrators nicht über einen Wert von 70 bis 85 Prozent einer Horizontalabtastperiode hinausgehen.

In Fig. 6(g) ist das Ausgangssignal des zweiten monostabilen Multivibrators 35 dargestellt, wobei das in F i g. 6(f) gezeigte Ausgangssignal hier zu Impulsen von einigen μϊεο umgeformt ist, die an der Vorderflanke des Ausgangssignals der Fig.6(f) beginnen. Falls das Ausgangssignal der F i g. 6{g) dem Phasenvergleicher 32 zugeleitet wird, steigt das Ausgangssignal des Phasenvergleichers in der in Fig.6(i) gezeigten Weise an, wodurch eine Störung in der AFN-Schahung eintritt. Bei dem in Fig.6(i) dargestellten Ausgangssignal handelt es sich um einen Idealfall, und faktisch dauert es einige Horizontalabtastperioden, bevor das Ausgangssignal auf seinen Normalwert zurückkehrt. Der Ausfall ruft somit eine sofortige und wesentliche Störung d°r Farbsignalphase hervor. Daher ist zwischen dem monostabilen Multivibrator 35 und dem Phasenvergleicher 32 ein S^nprrschs!t^pr 36 veraschen, der den Eingangsimpuls der AFN-Schaltung im Ansprechen auf den in Fig.6(b) gezeigten, von der Ausfallkompensationsschaltung 16 erhaltenen Ausfalldemodulationsimpuls sperrt. Durch diese Sperrung des betreffenden Impulses in Fig. 6{g) mittels des Impulses in Fig.6(b) wird die in Fig.6(h) dargestellte Wellenform erzeugt. Der Sperrschalter 36 kann beispielsweise in Form einer UND-Schaltung aufgebaut sein, an deren einen Eingangsanschluß das zu dem in Fig.6(b) gezeigten Ausfalldemodulationssignal umgekehrte Signal b und an deren anderen Eingangsanschluß die Impulsfolge aus dem monostabilen Multivibrator 35 angelegt ist.

In dieser Weise wird der den Horizontalsynchronimpuls vortäuschende Impuls durch Sperrung der Impulsfolge aus dem monostabilen Multivibrator 35 für die Dauer des Ausfalls beseitigt. Durch eine entsprechende Wahl der Zeitkonstante eines Haltekreises in der AFN-Schaltung wird das Ausgangssignal des Phasenvergleichers konstant, wie dies in Fig.6(j) gezeigt ist, und die Farbsignalphase wird nicht verändert Die andernfalls durch den Ausfall bedingte Unstetigkeit der Farbsignalphase kann so vermieden werder

Der dem Farbsynchronsignaltor 24 zugehende Torimpuls, der das Farbsynchronsignal als Synchronisationsimpuls für die APC-Schaltung durchschaltet, wird bekannterweise erzeugt durch Verzögerung des Eingangssignals, das an dem Eingangsanschluß 33 erscheint, wie in Fig.6(e) gezeigt, oder des Ausgangssignals des monostabilen Multivibrators 35, wie in F i g. 6{g) gezeigt Da bei einem Ausfall jedoch das Farbsignal selbst entnommen wird und dadurch die Farbsignalphase in der oben beschriebenen Weise verfälscht wird, ist vorgesehen, den Synchronisationr.impuls für die APC-Schaltung im Falle eines Dropout abzublocken. Deshalb wird zur Erzeugung des Torimpulses eine verzögerte Version des in Fig.6(h) gezeigten Ausgangssignals des Sperrschalters 36 verwendet. In dieser Weise wird durch den Dropout die Erzeugung des Torimpulses verhindert Das Ausbleiben des normalen Farbsynchronsignals bei Sperrung des Farbsynchronsignaltores durch den Ausfalldemodulationsimpuls läßt die Farbwiedergabe in jeder Weise unbeeinflußt falls die Zeitkonstante der APC-Schaltung entsprechend gewählt ist wie dies obenstehend für den Fall der AFN-Schaltung beschrieben wurde. Wie bei der AFN-Schaltung läßt sich hierdurch erreichen, daß die APC-Schaltung von dem Ausfall nicht beeinflußt wird, und es kann so ein stabiles Bild erhalten werden, das frei von Farbfehlern ist

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Bei der in Fig. 4 dargestellten Magnetband-Aufzeichnungsund -Wiedergabevorrichtung wird zur Erzielung üiner hohen Aufzeichnungsdichte die Aufzeichnung ohne Schutzspur vorgenommen, und die Phasendrehschaltung 38 dient zur Verhinderung der Einstreuung des Farbsignals aus den benachbarten Spuren, wobei die Aufzeichnung des in den niederen Frequenzbereich verschobenen Farbsignals unter Drehung seiner Phase um 90° bei jeder Horizontalabtastung erfolgt, in der Weise, daß zwischen den Nachbarspuren eine gegenläufige Phasendrehung vorgesehen ist und die Phase der für die Frequenzrückumsetzung benutzten Sinusschwingung bei der Wiedergabe in gleicher Weise gedreht wird. Dabei tritt allerdings ein 90°-Phasenfehler ein, falls die Phasendrehung einmal fehlerhaft ausgelöst wird, und dieser Phasenfehler bleibt vom Punkt der Fehlauslösung bis zum Ende de? betreffenden Teilbildes bestehen, was eine instabile Λ Λ«ίί"ιηιι>η Anw λ D/"* C/iLxl«.·»» —.._ FT_nI*.*. l. — * .»*..... I —

Miu«.ijn*.M<. «νι /»ι «^- 1-/V-IItIIiUiIg 1.Ui t'\Ji£K, και, tiwa Ml Form einer ^chrägverzerrung, wobei der Farbfehler so lange sichtbar ist, bis der 90° -Phasenfehler korrigiert ist. Es ist folglich eine einwandfreie Phasendrehung erforderlich.

In Fig. 7(k) ist die normale Ausgangsphase der Phasendrehschaltung 38 gezeigt, wobei die Phasen 0,, O₂. O₃ und O₄ die der F i g. 5(b), 5(c), 5(d) und 5(e) sind. Falls das Eingangssignal des monostabilen Multivibrators 34 in Fig. 4 als Taktsignal j zum Schalten der Ausgangsphase der Phasendrehschaltunj38 für jede Horizontalabtastperiode benutzt wird, so differiert das Ausgangssignal der Phasendrehschaltung 38 von der normalen Phase in den Horizontalabtastzeilen (S+2) und (5+3) um 90° wie dies in Fig.7(m) gezeigt ist, infolge des Impulses A, bedingt durch den Ausfall, wie in Fig. 7(1) gezeigt, und das Ausbleiben des Horizontalsynchronimpulses. Entsprechend gilt auch, falls das Ausgangssignal des monostabilen Multivibrators 35 als Taktsignal j verwendet wird, daß sich die Phase Φ₃ durch den Ausfall aus der normalen Phasenlage zur Lage des Impulses A verschiebt, wie dies in Fig. 7(p) gezeigt ist, und die Phase in der Horizontalabtastzeile (5+4), in der der Horizontalsynchronimpuls fehlt, differiert von der normalen Phase um 90°, so daß ein stabiles Bild nicht erzielt werden kann. Es wird daher das in Fig. 7(u) gezeigte Ausgangssignal des Mn-Frequenzteilers 31. das sich mit dem in F i g. 7(v) gezeigten Ausgangssigna] des Sperrschalters 36 im Phasensynchronismus befindet, als Taktsignal j für die Phasendrehschaltung 38 verwendet.

Die in Fig. 7(s) gezeigte Rechteckwelle stellt eine vom Frequenzteiler 31 als Eingangssignal für den Phasenvergleicher 32 gelieferte Signalform dar, wobei dann das in Fig. 7(t) gezeigte sägezahnförmige Vergleichssignal zur Phasenregelung erhalten wird, so daß der Betrieb der AFN-Schaltung auf die dargestellte Phasenbeziehung eingeregelt ist In diesem Fall wird, wie unten im Zusammenhang mit der Beschreibung von Fig.8 noch erläutert werden wird, ferner das in Fig.7(u) dargestellte Signal erhalten, dessen Phase gegenüber dem in Fig.7(s) gezeigten Eingangssignal um θ verzögert ist, was annähernd 90° entspricht, und dieses Signal dient als Taktsignal für die Phasendrehschaltung 38. Falls hingegen die in Fig.7(w) gezeigte rampenartige Wellenform als Vergleichssignal für den Phasenvergleicher 32 dient, wird das Eingangssignal auf die in F ■ g. 7(v) gezeigte Phasenlage eingeregelt, wenn sich die AFN-Schaltung im Synchronismus befindet, und als das Taktsignal j kann in diesem Fall ein Signal verwendet werden, das gegenüber dem in Fig. 7(v)

gezeigten Eingangssignal des Phasenvergleichers 32 um Θ' verzögert ist. Die Vorderflanke von Θ' ist bezüglich des in Fig. 7(x) gezeigten Signalgemisches auf die Horizontalaustastperiode zu setzen, vor Beginn des Far'usynchronsignals.

In Fig. 8 ist beispielshaft der !/^-Frequenzteiler 31 gezeigt, wobei η hier gleich 40 ist. Bei der Anordnung der F i g. 8 geht das Ausgangssignal des 1/m-Frequenzteilers 30 (mit m gleich 4) über einen EingangsanschluJ 41 einem Vio-Frequenzteiler 42 zu, der ein Impulssignal der Frequenz 4 ■ f_lt erzeugt. Dieses Impulssignal wird auf die Triggereingangsanschlüsse von D-Flipflops 43 und 44 gegeben Da das D-Flipflop so arbeitet, daß bei Zuleitung eines Triggerimpulses ein Ausgang mit hohem Pegel erzeugt wird, wenn sich der D-Anschluß auf dem hohen Pegel befindet, erscheint am Ausgang Q 1 des D-Flipflops 43 beim ersten Impuls der hohe Pegel und am Ausgang Q2 des D-Flipflops 44 der

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1111.UlIl I LgLl. uaiiOLM Li JWIIUIiIi am f-Aujguug ν ■ ■-'Lim zweiten impuls der hohe Pegel und am Ausgang Ql gleichfalls der hohe Pegel, am Ausgang Q 1 beim dritten Impuls der niedere Pegel und am Ausgang Q 2 der hohe Pegel und am Ausgang Qi beim vierten Impuls der niedere Pegel und am Ausgang Q 2 ebenfalls der niedere Pegel, worauf sich die obige Folge wiederholt. Die D-Flipflops 43 und 44 stellen somit einen '/■!-Frequenzteiler dar und eine Impulsfolge, die gegenüber jener an dem Ausgangsanschluß 45 in der Phase um 90° verzögert ist, erscheint am Ausgangsanschluß 46 Die von dem Ausgangsanschluß 45 erhaltene Impulsfolge, wie sie in Fig.7(s) dargestellt ist, kann als Eingangssignal für den Phasenvergleicher 32 dienen, und die am Ausgangsanschluß 46 erscheinende Impulsfolge, in Fig. 7(u) gezeigt, kann als Taktsignal j für die Phasendrehschaltung 38 benutzt werden.

In F i g. 7 sind zwei Möglichkeiten zur Erzeugung des Bezugssignals für den Phasenvergleicher 32 veranschaulicht. In beiden Fällen ist eine einwandfreie Betriebsweise möglich, d. ch kann der (wenngleich sehr seltene) Fall eintreten, daß das demodulierte Signal ein Rauschen enthält, obwohl kein Signalausfall vorliegt, was von der Demodulationsempfindlichkeit der Ausfallkompensationsschaltung 16 abhängt. Tritt ..n einem solchen Fall der Ausfall innerhalb einer Zeitspanne entsprechend 70 bis 85 Prozent der Dauer einer Horizontalabtastperiode ein. gemessen von der Lage des Horizor.talsynchronimpulses, so kann er durch den monostabilen Multivibrator 34 beseitigt werden, und die AFN-Schaltung bleibt davon völlig unbetroffen. Falls der Sperrschalter 36 in einem Bereich fehlerhaft arbeitet, der sich im Anschluß an die ersten 70 bis 85 Prozent erstreckt, gemessen von der Lage eines Horizontalsynchronimpulses zur Lage des nächsten Horizontalsynchronimpulses (also nahe der Lage des hinteren Viertels der Horizontalabtastperiode), so wird eine hohe Fehlerspannung erzeugt, fails der in F i g. 7(t) gezeigte Ausgang als Vergleichssignal für den Phasenvergleicher 32 benutzt wird so daß die Lage des Taktsignals für die Phasendrehschaltung verändert wird und die Phasendrehung innerhalb einer Fa^rbsignaSperiode erfolgen kann. Falls hingegen als Vergleichssignal das in F i g. 7(w) gezeigte Signal vorgesehen ist. so bleibt die Fehlerspannung äquivalent unter einen vorbestimmten Pegelwert begrenzt, so daß sich die Verschiebung der Lage des Taktinipulses innerhalb eines gegebenen Bereiches hält und verhindert wird, daß die Phasendrehung innerhalb der Periode des Farbsignals erfolgt Der letztgenannten Möglichkeit ist daher der Vorzug zu

geben.

Vorstehend wurde der Betrieb des Sperrschalters in Verbindung mit einer Aufzeichnungsart beschrieben, bei der die Farbsignalphase bei jeder Zeile gedreht wird. Ebenso kann jedoch die Drehung der Farbsignalphase jeweils bei einer ganzzahligen Zeilenanzahl erfolgen

oder es kann die Phase in der Spur .4 festgelegt sein und nur in der Spur B gedreht werden (0°, 180° oder drehend). Ein ähnlicher Betrieb des Sperrschalters, wie er vorstehend im Zusammenhang mit dem NTSC-System erläutert wurde, ergibt sich auch beim PAL-System.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetband-Aufzeichnungs- und -Wiedergabevorrichtung für Farbfernsehsignal, bei der zur Aufzeichnung das Helligkeitssignal winkelmoduliert und das einem Hilfsträger aufmodulierte Farbsignal durch Frequenzumwandlung in einen Frequenzbereich unterhalb des winkelmodulierten Helligkeitssignals verschoben wird und zur Wiedergabe eine inverse Signalverarbeitung erfolgt, bei der die zur Frequenzrückumsetzung des Farbsignals in den normierten Frequenzbereich einem nichtlinearen Mischer zugeleitete Sinusschwingung zum Ausgleich von Zeitfehlern in der Phase geregelt wird, indem die Sinusschwingung durch nichtlineare Überlagerung einer zweiten und einer dritten derartigen Schwingung erzeugt wird, wobei die zweite Schwingung von einem Oszillator geliefert wird, dessen Ausgangss&nal in der Frequenz und Phase gesteuert wird durch das Ergebnis eines Phasenvergleichs zwischen dem dem rückumgesetzten Farbsignal entnommenen Farbsynchronsignal und einer Bezugsschwingung, und die dritte Sinusschwingung geliefert wird von einem weiteren frequenzvariablen Oszillator, dessen Frequenz und Phase durch Phasenvergleich seines Ausgangssignals mit einem von den Horizontalsynchronimpulsen des wiedergegebenen Fernsehsignals abgeleiteten Vergleichssignal geregelt wird, sowie mit einer Signalaufall-KompensationESchaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalausfall-Kompensationsschaltung (16) im Falle eines Dropout einen Sperrschalter (36) in Tätigkeit setzt, der sowohl die Weiterleitung des von den Ho. izontalsynchronimpulsen abgeleiteten Vergleichssignals als auch des Farbsynchronsignals zu den entsprechenden Phasenvergleichern (32 bzw. 26) verhindert.

2. Magnetband-Aufzeichnungs- und -Wiedergabevorrichtung nach Anspruch 1, bei der ein Farbsynchronsignaltor zur Entnahme des Farbsynchronsignals aus dem rückumgesetzten Farbsignal vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschalter (36) bei seiner Betätigung den Torimpuls für das Farbsynchronsignaltor (24) sperrt.

3. Magnetband-Aufzeichnungs- und -Wiedergabevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die dritte Sinusschwingung in einer Phasendrehschaltung durch ein von den Horizontalsynchronimpulsen abgeleitetes Taktsignal in aufeinanderfolgenden Horizontalabtastperioden jeweils einer Phasenänderung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Taktsignal der Phasendrehschaltung (38) von einem frequenzvariablen Oszillator (29) zugeführt wird, dessen Schwingfrequenz vom entsprechenden Phasenvergleicher (32) gesteuert wird und der bei Betätigung des Sperrschalters (36) mit der zum Zeitpunkt des Signalausfalls vorliegenden Schwingfrequenz weiterschwingt.