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Kopfverstärker für einen Videorecorder
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Bei einem Videorecorder wird das Videosignal durch Frequenzmodulation
eines Trägers aufgezeichnet, dessen Frequenz z.
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B. beim Schwarzwert 3,8 MHz und beim Weißwert 4,8 MHz beträgt. Eine
derartige Aufzeichnung mit Frequenzmodulation hat den Vorteil, daß die Aufzeichnung
mit konstanter Amplitude erfolgen kann und Amplitudenschwankungen bei der Wiedergabe
durch eine Amplitudenbegrenzung beseitigt werden können.
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Durch die große Bandbreite von z.B. 3 MHz ergibt sich bei der Aufzeichnung
ein relativ breites Frequenzspektrum von etwa 0,8 - 7,8 MHz.
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Eine Schwierigkeit besteht darin, daß die Kopf/Band-Kennlinie im oberen
Bereich des Frequenz spektrums einen beträchtlichen Abfall aufweist. Das bedeutet,
daß bei einer Aufzeichnung mit einem Aufsprechstrom, der über das ganze Frequenzspektrum
die gleiche Amplitude hat, die Amplitude des bei der Wiedergabe gewonnenen Signals
im oberen Bereich des Frequenzspektrums stark abfällt. Dieser Abfall kann zwar durch
angepaßte frequenzabhängige Netzwerke weitestgehend
ausgeglichen
werden. Es besteht jedoch eine Verringerung des Störabstandes in diesem Frequenzbereich.
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Zum Ausgleich des Abfalls der genannten Kennlinie ist es bekannt (DE-OS
31 o6 901), die Induktivität des Videokopfes mit einem Kondensator auf eine Parallelresonanzfrequenz
abzustimmen, die im oberen Bereich des Frequenzspektrums liegt. Durch diese Parallelresonanz
ergibt sich eine Resonanzanhebung, die den genannten Abfall im oberen Frequenzbereich
reduziert.
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Bei der Bemessung eines Kopfverstärkers ergibt sich noch folgende
Schwierigkeit. Der Aufsprechstrom sollte so groß sein, daß die Bandsättigung gerade
nicht erreicht wird, jedoch möglichst auch nicht kleiner, weil dann die Bandaussteuermöglichkeit
nicht ausgenutzt und der Störabstand verringert wird. Bei Heim-Videorecordern erfolgt
die Aufzeichnung des modulierten Farbträgers in der Weise, daß die Frequenz des
Farbträgers auf eine geringere Frequenz heruntergesetzt wird, z.B. von 4,43 MHz
auf 627 kHz + 500 kHz.
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Dieser in der Frequenz heruntergesetzte quadraturmodulierte Farbträger
wird dann unterhalb des Frequenzspektrums des frequenzmodulierten Bildträgers aufgezeichnet.
Da der frequenzmodulierte Bildträger dabei als Vormagnetisierung für den quadraturmodulierten
Farbträger ausgenutzt wird, ist es notwendig, daß der Aufsprechstrom möglichst konstant
ist, um Signalverzerrungen zu vermeiden. Daher wird der Aufsprechverstärker meist
als Konstantstromquelle ausgelegt, die frequenz-und lastunabhängig arbeitet. Da
die Videoköpfe fast ausschließlich über einen Übertrager gespeist werden, ist der
eigentliche Kopfstrom oftmals in unerwünschter Weise nicht frequenzunabhängig, obwohl
dieses für den Primärstrom des Übertragers noch zutrifft. Das läßt sich dadurch
erklären, daß der induktive Widerstand W L des Videokopfes mit der Frequenz linear
zunimmt. Aufgrund des festgelegten Kopfspaltes,
der daran gekoppelten
frequenzabhängigen Bandmagnetisierung und des Band/Kopf-Kontaktes ist es erwünscht,
den Strom im Videokopf selbst nicht konstant zu halten, sondern mit der Frequenz
so ansteigen zu lassen, daß bei der Wiedergabe möglichst kleine, frequenzabhängige
Amplitudenunterschiede entstehen. Die kritischste Frequenz ist die höchste Frequenz,
z.B. 5 MH.
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Der maximale Aufsprechstrom sollte im oberen Frequenzbereich vorliegen,
da hier aus den genannten Gründen die Aufzeichnung am kritischsten ist. Wenn jedoch
im oberen Frequenzbereich der maximal zulässige Aufsprechstrom eingestellt wird,
so wird der Aufsprechstrom im unteren Frequenzbereich zu groß, weil die den Aufsprechstrom
bestimmende Impedanz t) L der Kopfinduktivität zu tiefen Frequenzen hin linear abnimmt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kopfverstärker so auszulegen,
daß über den ganzen Frequenzbereich des Frequenzspektrums des aufgezeichneten Trägers
der hinsichtlich Bandsättigung maximale Aufsprechstrom fließt und somit der Störabstand
verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene ~Erfindung
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Bei der Reihenresonanz ist die den Aufsprechstrom bestimmende Impedanz
minimal, so daß bei der Reihenresonanzfrequenz ein maximaler Aufsprechstrom fließt.
Wenn somit die Reihenresonanzfrequenz im oberen Bereich des Frequenzspektrums liegt,
wird in erwünschter Weise ein hoher Aufsprechstrom in diesem Frequenzbereich erzielt.
Zu niedrigeren Frequenzen hin im unteren Frequenzbereich bildet die Kapazität des
Reihenresonanzkreises
eine mit sinkender Frequenz zunehmende Impedanz 1/@ C. Diese zunehmende Impedanz
wirkt in vorteilhafter Weise dem an sich auftretenden, beschriebenen Anstieg des
Aufsprechstromes zu niedrigen Frequenzen hin entgegen. Die in Reihe mit der Kopfinduktivität
liegende Kapazität, insbesondere ein Kondensator, erfüllt somit zwei Aufgaben. Sie
bewirkt einmal die Reihenresonanz im oberen Frequenzbereich zur Erhöhung des Aufsprechstromes
und zum anderen die Verringerung des Aufsprechstromes im unteren Frequenzbereich.
Dadurch ist es möglich, etwa über das ganze Frequenzspektrum einen optimalen, gerade
bis zur Bandsättigung reichenden Aufsprechstrom zu erzielen. Dadurch können bei
der Aufnahme optimale Voraussetzungen für die Wiedergabe geschaffen werden. Insbesondere
werden im oberen Frequenzbereich eine größere Signalamplitude und damit ein besserer
Störabstand erreicht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.
Darin zeigen Figur 1 die Schaltung des Kopfverstärkers für die Aufnahme, Figur 2
die bekannte Schaltung für die Wiedergabe und Figur 3 Frequenzgangskennlinien eines
bekannten und eines erfindungsgemäßen Kopfverstärkers.
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In Figur 1 wird der mit dem Videosignal in FM modulierte Träger 1
und gegebenenfalls weitere Träger wie z B. ein quadraturmodulierter Farbträger und
mit Tonsignalen frequenzmodulierte Träger der Basis des Transistors 2 zugeführt.
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Dessen Arbeitswiderstand 3 im Emitterkreis ist über den Kondensator
4 an die Induktivität 5 des Videokopfes 6 angeschlossen, deren anderes Ende über
den Widerstand 7 geerdet ist. Mit dem Videokopf 6 wird der Träger 1 entlang Schrägspuren
des Magnetbandes 8 aufgezeichnet. Der Kondensator 4 ist so bemessen, daß er zusammen
mit der Induktivität 5 des Videokopfes 6 auf eine Frequenz im oberen Bereich des
Frequenzspektrums
des frequenzmodulierten Trägers 1 abgestimmt ist, z.B. auf eine Frequenz von 5 MHz.
Die bei dieser Frequenz niedrige Impedanz des Resonanzkreises 4,5 bewirkt die gewünschte
Erhöhung des dem Videokopf 6 zugeführten Aufsprechstromes i. Im unteren Frequenzbereich
bewirkt der Kondensator 4 mit seiner zu niedrigen Frequenzen hin zunehmende Impedanz
die gewünschte Verringerung des Aufsprechstromes i. Mit dem einstellbaren Widerstand
13 parallel zum Kondensator 4 kann der Aufsprechstrom i im unteren Frequenzbereich
eingestellt werden.
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In Figur 2 ist die Induktivität 5 des Videokopfes 6 mit dem Kondensator
9 auf eine Parallelresonanzfrequenz abgestimmt, die im oberen Bereich des Frequenzspektrums
liegt. Dadurch wird der Abfall der Kopf/Band-Kennlinie in diesem Frequenzbereich
ausgeglichen. Mit dem Widerstand 10 wird die gewünschte Breite dieser Amplitudenanhebung
im Frequenzgang eingestellt. An der Klemme 11 am Arbeitswiderstand 12 steht dann
der vom Magnetband 8 angetastete, frequenzmodulierte Träger 1 zur Verfügung. Der
Widerstand 16 dient zur Gegenkopplung.
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Figur 3 zeigt die Frequenzgang-Kennlinie 14, d.h. die bei der Wiedergabe
vom Kopf abgegebene Spannung in Abhängigkeit von der Frequenz für einen bekannten
Kopfverstärker. Es ist ersichtlich, daß die Ausgangsspannung des Videokopfes nach
hohen Frequenzen hin stark abfällt. Der Kopfverstärker gemäß Figur 1 ergibt indessen
bei der Wiedergabe mit einem Kopfverstärker nach Figur 2 die Kennlinie 15. Es ist
ersichtlich, daß diese Kurve 15 in erwünschter Weise wesentlich flacher verläuft
als die Kurve 14, d.h. daß die Amplitudenunterschiede in der Spannung U über dem
Frequenzbereich geringer sind. Die Maximalamplitude wird zwar verringert, das kann
aber durch eine zusätzliche frequenzunabhängige Verstärkung wieder ausgeglichen
werden.
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Bei einem praktisch erprobten Ausführungsbeispiel der Schaltung nach
Figur 1 hatten die Bauteile folgende Werte: Transistor 2: Typ 2N2218 R3 : 1 kOhm
C4 : 200pF L5 : 5,uH R7 : 10 Ohm C9 : 200 pF R10: 3,3 kOhm R13: 1 k0hm
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