DE3044624C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es sind bereits Schrägspuraufzeichnungsverfahren bekannt, bei denen das Band eine Abtasteinrichtung mit einem rotierenden Kopfrad mit einem Winkel von 180° umschlingt und das digitale Videosignal auf mehrere Kanäle verteilt mit mehreren Magnetköpfen auf benachbarten Magnetspuren aufgezeichnet werden. Da die Anzahl der Magnetköpfe mit der Anzahl der Kanäle wächst, ist eine geringe Kanalzahl, also möglichst zwei, erstrebenswert. Bei Datenraten des digitalen Video­ signals in der Größenordnung von 200 Mbit/s bedeutet dies eine Datenrate von 100 Mbit/s pro Kanal bzw. eine Bandbreite von ca. 50 MHz. Oberhalb von 80 Mbit/s steigt jedoch bei den derzeit verwendeten Schreibge­ schwindigkeiten, Kopfmaterialien und Bändern die Fehlerrate übermäßig an.

Aus der DE-OS 29 08 321 ist ein Verfahren zur Auf­ zeichnung und Wiedergabe von Videosignalen auf den Spuren eines bandförmigen Trägers bekannt, wobei die jeweils zur Aufzeichnung vorgesehenen Videosignale vor der Aufzeichnung zeitlich gedehnt und bei der Wiedergabe zeitlich gestaucht werden. Breitbandige Signale werden nach diesem bekannten Verfahren in mehreren schmalbandigen Kanälen gespeichert bzw. übertragen. Um eine Datenrate von 200 Mbit/s zu verarbeiten, sind nach diesem bekannten Verfahren drei Kanäle erforderlich, wodurch der Schaltungsaufwand ebenfalls verdreifacht wird.

Ferner ist aus der Zeitschrift "Television, The Journal of the Royal Television Society," Band 17, 1979, Heft 12, Seiten 7 bis 10, bekannt, die horizontalen Austastintervalle im Videosignal zu beseitigen und damit die Datenrate um 15% zu reduzieren. Eine 15%-ige Reduzierung der Datenrate reicht zur Umsetzung von 200 Mbit/s auf ca. 80 Mbit/s nicht aus, zumal üblicherweise derartige Datenreduktionsmaßnahmen in die angegebene Datenrate von 200 Mbit/s bereits eingerechnet sind.

Weiterhin ist aus der Zeitschrift "Fernseh- und Kinotechnik", 1980, Nr. 4, Seiten 127 bis 129, bekannt, zwei Magnetköpfe am Umfang eines Kopfrades im Abstand von 180° anzuordnen und die Abtastein­ richtung um mehr als 180° von einem bandförmigen Träger zu umschlingen. Auch mit diesen bekannten Maßnahmen können Datenraten von 200 Mbit/s bei einer zweikanaligen Multiplextechnik mit ausreichender Fehlerrate weder aufgezeichnet noch wiedergegeben werden.

Außerdem ist aus der DE-AS 22 37 255 ein System zur Verringerung der Bandbreite eines Videosignal- Aufnahme- und -wiedergabegerätes bekannt. Das Videosignal wird in eine Anzahl von Signalen zerlegt, wobei die zerlegten Signale in Speicherschaltungen eingeschrieben und nach langsamerem Auslesen aus den Speicherschaltungen in frequenzmodulierter Form auf Magnetband aufgezeichnet werden. Bei der Wiedergabe werden die aufgenommenen Signale in Speicherschaltungen eingeschrieben, um dann in kürzerer Zeitspanne als beim Einschreiben wieder ausgegeben zu werden, so daß das ursprüngliche Zeitmaß wieder hergestellt wird. Auch bei diesem bekannten System werden drei Kanäle zur Verarbeitung einer Datenrate von 200 Mbit/s erforderlich, um die Datenrate auf ca. 80 Mbit/s abzusenken, wodurch der elektrische und mechanische Aufwand vergrößert wird.

Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Aufzeichnung von 200 Mbit/s bei einer zweikanaligen Multiplex­ technik mit vertretbaren Fehlerraten zu ermöglichen, ohne daß innerhalb jeweils eines Kanals mehr als 80 Mbit/s aufgezeichnet werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß durch die erfinderische Kombination an sich bekannter Merkmale lediglich eine Aufteilung des gesamten Datenstroms auf zwei Kanäle erforderlich ist und trotzdem bei der Aufzeichnung je Kanal ein geringerer Informationsfluß pro Zeiteinheit aufgezeichnet werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.

Zeichnungen

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch die Lage einer Spur auf dem Magnetband bei bekannten und beim erfindungsge­ mäßen Aufzeichnungsverfahren,

Fig. 2 zeigt ebenfalls schematisch ein Kopfrad,

Fig. 3 Zeitdiagramme der aufzuzeichnenden Signale und

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für eine Zeittransfor­ mationseinrichtung.

Beschreibung der Erfindung

Bei dem in Fig. 1a dargestellten Abschnitt eines Mag­ netbandes 1 verläuft in einem Winkel b₁ zur Bandkante eine Spur 2 mit der Länge l. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren soll nun für die Aufzeichnung der gleichen Datenmenge mehr Zeit bzw. eine längere Spur zur Verfügung stehen. Hierzu wird - wie später im Zusammenhang mit Fig. 2 noch näher erläutert - das Magnetband 1 mehr als 180° um die Abtasteinrichtung herumgeführt. Da jedoch die Breite des Bandes eine vorgegebene Breite, beispielsweise 1", nicht überschreiten soll, wird ein anderer Spurwinkel, nämlich β₂ gewählt. Wie aus Fig. 1b ersichtlich, wird die Spur 3 um die Länge β₁ länger als die in Fig. 1a gezeigte Spur 2.

In Fig. 2 ist schematisch ein Kopfrad 4 dargestellt, welches von dem Magnetband mit einem Winkel von 180° plus Δα umschlungen wird. Am Umfang des Kopfrades sind Mag­ netköpfe 11, 12, 21, 22 angeordnet. Bei der Anordnung nach Fig. 2 wurde davon ausgegangen, daß der digitale Daten­ strom auf zwei parallele Kanäle aufgeteilt ist. Jeweils zwei gegenüberliegende Magnetköpfe gehören zu einem Kanal. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jedoch auch bei einer einkanaligen Aufzeichnung möglich, wozu das Kopfrad dann lediglich mit zwei gegenüberliegenden Köpfen ausgerüstet ist, wie es durch Magnetaufzeich­ nungsgeräte für analoge Fernsehsignale nach dem soge­ nannten B-Standard bekannt geworden ist. Die übrigen zu einem Magnetaufzeichnungsgerät erforderlichen Elemente wie Bandführungseinrichtungen und die weiteren Teile der Abtasteinrichtung wie obere und untere Trommel, Kopfrad­ motor und Drehübertrager, entsprechen im wesentlichen den herkömmlichen Magnetaufzeichnungsgeräten und sind in der Literatur hinreichend beschrieben.

Den Magnetköpfen wird nun zweikanalig die spurweise zeit­ gedehnte digitale Information zugeführt. Die zeitlichen Zusammenhänge sind in Fig. 3 dargestellt; und zwar ist auf der Zeitachse jeweils die Winkelstellung des Kopfra­ des bzw. die entsprechende Zeit aufgetragen, wobei N die­ jenige Anzahl von Fernsehzeilen bedeutet, welche auf einer Spur aufgezeichnet ist. Die Zeitangabe von 64 µs bezieht sich auf die CCIR-Norm. Bei Verwendung anderer Fernsehnor­ men gilt hier die entsprechende Zeilendauer.

Die Köpfe 11 und 21 bilden den Kanal 1, welcher jeweils für die Zeit N × 64 µs abwechselnd mit dem Kopf 11 und mit dem Kopf 21 aufgezeichnet wird. Durch die vorerwähnte zeit­ liche Dehnung erfolgt diese Aufzeichnung jedoch nicht bis zu einer Kopfradwinkelstellung von 180°, sondern bis 180° plus α. Dabei zeichnet Kopf 11 die Zeilen 1 bis N, also N Zeilen, auf. Bei der nächsten Kopfradumdrehung zeichnet der Kopf 11 die Zeile 2 N bis 3 N auf.

Der Kopf 21 beginnt eine halbe Kopfradumdrehung später mit der Aufzeichnung der Zeilen N plus 1 bis 2 N, bzw. bei der nächsten Kopfradumdrehung mit der Aufzeichnung der Zeile 3 N plus 1.

Der Kanal 2 wird mit Hilfe der Köpfe 12 und 22 aufge­ zeichnet. Die Signale werden - wie beim Kanal 1 - zeit­ gedehnt und auf die Köpfe 12 und 22 verteilt aufgezeich­ net, wobei Angaben wie 1/2 N und 3/2 N den Versatz des zweiten Kopfrades um 90° gegenüber dem ersten darstellen. Fig. 4 stellt eine Zeittransformationseinrichtung für einen der Kanäle 1 oder 2 dar. Die aufzuzeichnenden Signale werden bei 5 der Einrichtung nach Fig. 4 zugeführt. Ins­ gesamt sind vier Speicher, nämlich die Speicher 6, 7, 8, 9 vorgesehen, welchen über die Eingänge 10 und 13 Taktsig­ nale unterschiedlicher Frequenz zugeführt werden. Während die Frequenz f₁ des Taktsignals T₁ üblicherweise dem Takt des ankommenden digitalen Signals entspricht, weist das Taktsignal T₂ eine Frequenz auf von f₂ = f₁ × l (l + Δ l).

Die digitalen Eingangssignale und die Taktsignale werden nun derart über die Schalter 14, 15, 16, 17 den Speichern zugeleitet, daß während der ersten in Fig. 3 dargestell­ ten halben Kopfradumdrehung der Speicher 9 mit den während dieses Zeitraumes anfallenden Signalen geladen wird, was mit einem Takt T₁ erfolgt. Im gleichen Zeitabschnitt wird der Speicher 6 Takt T₂ über den Schalter 18 ausgelesen. Die ausge­ lesenen Signale werden über einen Parallel-Serie-Wandler zum Kopf 11 geführt. Da dieses Auslesen einen längeren Zeit­ raum als eine halbe Kopfumdrehung benötigt, wird während der folgenden halben Kopfumdrehung (180° bis 360°) die während dieses Zeitraumes anfallende Information in den Speicher 7 eingeschrieben. Gleichzeitig wird die in den Speicher 9 bei der ersten Kopfradhalbdrehung einge­ schriebene Information über einen Schalter 20 und einen Parallel-Serie-Wandler 23 dem Kopf 21 zugeführt. (Zei­ len N + 1 bis 2 N). Während der dritten halben Kopfrad­ umdrehung wird die Information der Zeilen 3 N + 1 bis 4 N in den Speicher 8 eingeschrieben, während die Infor­ mation der Zeilen 2 N + 1 bis 3 N aus dem Speicher 7 aus­ gelassen wird. Bei einer vierten halben Kopfradumdrehung (in Fig. 3 nicht dargestellt) wird schließlich der In­ halt der Zeilen 1 bis N in den Speicher 6 eingeschrieben und der Inhalt der Zeilen 3 N + 1 bis 4 N aus dem Speicher 8 ausgelesen. Die Schalter 14, 15, 16, 17, 18, 20 werden gemäß dem in Fig. 3 dargestellten zeitlichen Ablauf von einer Steuereinheit betätigt, welcher über den Eingang 25 ein die Stellung des Kopfrades 4 (Fig. 2) anzeigender Impuls zugeführt wird.

Die Anordnung nach Fig. 4 ist lediglich ein Ausführungs­ beispiel, welches zur anschaulichen Darstellung einer Zeittransformation besonders geeignet ist. Besonders ge­ eignet zur Zeitdehnung bzw. Zeitstauchung sind sogenannte FIFO-Speicher (first in first out), aus welchen die einge­ schriebenen Signale in gleicher Reihenfolge, jedoch mit einem vom Einschreiben unabhängigen Takt ausgelesen werden. Derartige Speicher sind als integrierte Bausteine - bei­ spielsweise von der Firma Texas Instruments - unter der Bezeichnung SN74225N erhältlich.

Zur zeitlichen Stauchung der Signale bei der Wiedergabe kann praktisch die gleiche Anordnung wie die in Fig. 4 dargestellte verwendet werden, wobei lediglich die Ein- und Ausgänge sowie die Taktfrequenzen miteinander vertauscht werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Aufzeichnung und Wiedergabe von digitalen Videosignalen auf einzelne einen Winkel mit der Längsrichtung eines bandförmigen Trägers bildende Spuren, wobei

• - der bandförmige Träger eine Abtasteinrichtung mit rotierendem Kopfrad umschlingt,
• - die jeweils zur Aufzeichnung auf eine Spur vorgesehenen digitalen Signale vor der Aufzeichnung zeitlich gedehnt und bei der Wiedergabe zeitlich gestaucht werden und
• - am Umfang des Kopfrades im Abstand von 180° Magnetköpfe angeordnet sind,

gekennzeichnet durch

• - eine Vergrößerung des Umschlingungswinkels des bandförmigen Trägers (1) um die Abtasteinrichtung um mehr als 180° und eine entsprechende Zeitdehnung der digitalen Videosignale durch Zeittransformationseinrichtungen (6, 7, 8, 9) für jeweils einen Magnetkopf (11 bzw. 21 bzw. 12 bzw. 22).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine parallele Aufzeichnung der digitalen Videosignale in mehreren Kanälen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine abschnittsweise Dehnung der digitalen Videosignale, wobei die jeweiligen Abschnitte der Dauer einer halben Kopfumdrehung entsprechen und wobei die Dehnung um einen Faktor erfolgt, der sich aus dem Verhältnis zwischen dem Umschlingungswinkel und 180° ergibt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Transformationseinrichtung (6 bzw. 7 bzw. 8 bzw. 9) mit einem Speicher, aus welchem eingeschriebene Videosignale in gleicher Reihenfolge, jedoch mit einem vom Schreiben unabhängigen Takt ausgelesen werden (FIFO).