DE3306791C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung in einem Video-Magnetbandgerät nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus der Zeitschrift "Journal of the SMPTE", Band 66, Seite 184 bis 188 sind einige Lösungen des Umschalt­ problems bei Video-Magnetbandgeräten mit umlaufenden Magnetköpfen bekannt. Im Laufe der Entwicklung wur­ den mechanische Umschalter mit Schleifringsegmenten und Bürsten wegen der auftretenden Schwierigkeiten durch den Zwang zur raschen Kommutierung und Bür­ stenrauschen durch elektronische Lösungen ersetzt.

Bei Geräten nach dem damals weitverbreiteten System mit Querspuraufzeichnung mittels vier am Umfang eines Kopfrades angeordneter Magnetköpfe erfolgt eine paarweise Verknüpfung einander gegenüberlie­ gender Magnetköpfe, von denen nur jeweils einer mit dem Magnetband in Kontakt steht. Gewöhnlich sorgt eine synchron mit dem Kopfrad umlaufende Scheibe, welche in ebenso viele Hell-Dunkel- Segmente unterteilt ist wie Magnetköpfe auf dem Kopfrad vorhanden sind und die mit einer Photo­ zelle zusammenwirkt, für die Erzeugung einer Rechteckspannung, die in Verbindung mit Gatter­ schaltungen das Umschalten der Magnetköpfe in den auf jede Fernsehzeile folgenden Austastlüc­ ken bewirkt. Schwerwiegende Nachteile der Metho­ de des Zusammenschaltens ergeben sich aus der Erhöhung des Rauschens durch den jeweils nicht mit dem Magnetband in Eingriff stehenden Ma­ gnetkopf des gerade im Wiedergabemodus betrie­ benen Kanals und der Neigung zum Übersprechen durch kapazitive oder andere Rückwirkungen.

Bei Verzicht auf die Zusammenfassung der jeweils auf dem Kopfrad gegenüberliegenden Magnetköpfe zu einem gemeinsamen Wiedergabekanal erhält man zwar eine bessere Wiedergabequalität des vom Ma­ gnetband abgenommenen Videosignals hinsichtlich Rauschen, Übersprechen und Grad der Entzerrung, jedoch vervielfacht sich der elektronische Auf­ wand zur Sicherung der exakten Umschaltung der einzelnen Wiedergabekanäle nach jeweils 90° Kopf­ radumdrehung. Den genannten Methoden und Schal­ tungsanordnungen ist gemeinsam, daß an die mechanische Ausführung der Segmente der Segmentscheibe oder -trommel sehr hohe Anforderungen zu stellen sind. Hierdurch verteuert sich ein damit ausgerüstetes Gerät in unerwünschter Weise. Anstelle einer elektrooptischen Abtastung können zur Erkennung des Kopfradphasenwinkels auch elektromagnetische Verfahren mit umlaufenden Dauermagneten und stillstehender Abtastspule angewendet werden.

Ferner ist aus der US-Patentschrift 41 20 007 eine Anordnung zur Umschaltung der von zwei Magnetköpfen eines Videomagnetbandgerätes abgegebenen Signale bekannt. Die einzelnen Magnetköpfe tasten Schrägspuren mit Informationen eines Videohalbbildes ab. Die Umschaltung erfolgt innerhalb der vertikalen Austastintervalle vor Abtastbeginn der jeweiligen Schrägspur. Zur Bestimmung des genauen Umschaltzeitpunktes werden sowohl die vertikalen Synchronimpulse im wiedergegebenen Signal als auch Impulse, die die Winkelposition der am der Umfang eines rotierenden Trägers befestigten Magnetköpfe bestimmen, ausgewertet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung nach der eingangs genannten Art anzugeben, bei welcher die Signalverarbeitung bei der Wiedergabe unabhängig von den geometrischen Bedingungen und mechanischen Voraussetzungen des Videomagnetbandgerätes erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß die Signalverarbeitung bei der Wiedergabe unabhängig von den geometrischen Bedingungen und mechanischen Voraussetzungen des Video-Magnetbandgerätes erfolgen kann. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß die Auswertung der Synchronwerte bereits zur Steuerung des Zeitfehlerausgleichers notwendig ist und daher entsprechende Schaltungsanordnungen im allgemeinen in Magnetbandgeräten zur Aufzeichnung und Wiedergabe digital codierter Videosignale bereits vorhanden sind.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Schaltungsanordnung möglich.

Besonders vorteilhaft ist, daß nur ein geringer Aufwand zur Aufbereitung des Befehls zur Umschaltung der Video-Magnetköpfe notwendig ist.

Schließlich ergibt sich eine einfache Schnittstelle zwischen den Laufwerksfunktionen und der Wiedergabe­ elektronik, da nur die vom Magnetband abgenommenen Signale zu verarbeiten sind.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Be­ schreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 als Blockschaltbild schematisch die erfin­ dungsgemäße Schaltungsanordnung in einem Schrägspur-Video-Magnetbandgerät,

Fig. 2 ein erweitertes Schaltbild der Schaltungs­ anordnung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Impulsdiagramm der Anordnung nach Fig. 2.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist mit 1 ein Magnetband bezeichnet, das mittels zweier Bandführungselemente 2, 3 derart um eine zylindrische Abtasteinheit herumgeführt ist, daß ein in einer Querfuge rotierendes Kopfrad oder Kopfscheibe 4 bei Drehung in Richtung des Pfeiles 5 das Magnetband in parallelen, schräg zur Bandlängs­ richtung verlaufenden Spuren beschreibt oder ab­ tastet. Das Kopfrad oder die Kopfscheibe 4 weist am Umfang zwei diametral gegenüberliegende Magnetköpfe 6, 7 zur Umwandlung elektrischer Signale in Magneti­ sierungsmuster auf dem Band 1 und zur Rückwandlung der Magnetisierungsmuster auf dem Magnetband in elektrische Signale auf. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die Bandführungselemente 2, 3 den Umschlingungswinkel des Magnetbandes 1 um die Kopfscheibe 4 zu etwas mehr als 180°, beispiels­ weise 190°, bestimmen. Infolgedessen kommt es im Betrieb zu einer überlappenden Arbeitsweise der beiden Magnetwandler 6, 7, das heißt in einem Be­ reich von ca. 10° Drehwinkel des Kopfrades 4 ste­ hen beide Magnetwandler mit dem Magnetband in Kontakt und es kommt bei der Betriebsweise Aufzeichnung zu einer redundanten Aufzeichnung der den Magnetköpfen zugeführten elektrischen Signale.

Bei der Betriebsart Wiedergabe hat es sich als günstig erwiesen, nur jeweils den Magnetkopf von mehreren mit der Wiedergabe-Schaltungsanordnung zu verbinden, der mit dem Magnetband in Berührung steht, während die restlichen Magnetköpfe von der Wiedergabe- Schaltungsanordnung getrennt sind. Auf diese Weise kann der Anteil des Rauschens der leerlaufenden Ma­ gnetköpfe unterdrückt und das Verhältnis von Nutz- zu Rauschsignal der Gesamtwiedergabeanordnung ver­ bessert werden. Außerdem kann es während des Über­ lappungsintervalls, wenn beide Magnetköpfe mit dem Magnetband in Eingriff stehen, infolge mechanischer Ursachen, wie mangelhafte 180°-Ausrichtung der Ma­ gnetköpfe auf dem Kopfrad oder Bandlängenänderung durch Temperatur- oder Feuchtigkeitsschwankungen, zu Phasenfehlern zwischen beiden Signalfolgen kom­ men, wodurch das wiedergegebene Bild gestört wird. Im vorliegenden Beispiel erfolgt die Umschaltung während der Phase, in der die beiden Magnetwandler 6, 7 gleichzeitig mit dem Magnetband 1 in Eingriff stehen. Zur Überleitung der elektrischen Signale von und zu dem rotierenden Teil des Video-Magnet­ bandgerätes werden im allgemeinen magnetische Über­ trager verwendet, von denen in Fig. 1 zwei ange­ deutet und mit den Bezugszeichen 8, 9 bezeichnet sind.

Die Wiedergabe-Schaltungsanordnung enthält eine Aus­ werteschaltung 10 zur Auswertung der Synchronzeichen oder Synchronworte in den von den beiden Magnetköpfen 6, 7 vom Magnetband 1 abgenommenen Signalströmen. Die Auswerteschaltung 10 erkennt den Beginn des Auftretens der Synchronzeichen oder -worte und betätigt dement­ sprechend eine Umschalteinrichtung 11, die in Fig. 1 als mechanischer Umschalter dargestellt ist, die je­ doch im allgemeinen mit Halbleiter-Schaltungsanord­ nungen realisiert ist. Synchronworterkennungsschal­ tungen sind in der Technik digitaler Signalverarbei­ tung bekannt. Eine Schaltungsanordnung zur Synchron­ worterkennung in der parallelen Ebene ist in der DE-OS 32 25 365 beschrieben. An die Umschalteeinrichtung 11 schließt sich im Signalweg die Signalverarbeitungs­ schaltung 12 an, in der die vom Magnetband abgenom­ menen Signale zweckentsprechend aufbereitet und an den Ausgang 13 der Gesamtschaltungsanordnung gege­ ben werden. Die Signalverarbeitungsschaltung 12 ist nicht Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung und wird daher auch nicht näher beschrieben.

In Fig. 2 sind das Magnetband 1, das sich in Rich­ tung des Pfeiles 14 bewegt, die Bandführungselemente 2, 3, das Kopfrad 4, das sich in Richtung des Pfei­ les 5 dreht, die am Umfang des Kopfrades 4 angeordne­ ten Magnetwandler 6, 7 und die beiden Übertrager 8, 9 in gleicher Weise gezeichnet wie in Fig. 1, weisen die gleichen Funktionen auf und sind daher mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Synchronworter­ kennungsschaltung ist in Fig. 2 in zwei Blocks 21, 22 aufgeteilt. Dabei erhält die Synchronworterkennungs­ schaltung 21 über den Übertrager 8 die Information mit eingelagerten Synchronworten, die vom Magnetkopf 6 vom Magnetband 1 abgenommen werden, die Synchronworterken­ nungsschaltung 22 den Informationsfluß vom Magnetkopf 7 über den Übertrager 9. Die Synchronworterkennungs­ schaltungen 21, 22 können wieder von dem Typ sein, der in der DE-OS 32 25 365 beschrieben ist. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß beim Auftreten von Synchronworten oder -zeichen der Ausgang der Erkennungsschaltungen 21, 22 jeweils HIGH ist. Der Ausgang der Synchronworterken­ nungsschaltung 21 ist mit dem Eingang der monostabi­ len Kippstufe 23, der Ausgang der Synchronworterken­ nungsschaltung 22 mit dem Eingang der monostabilen Kippstufe 24 verbunden. Der nichtinvertierende Aus­ gang der monostabilen Kippstufe ist unter Zwischen­ schaltung des Kondensators 31 mit dem Setzeingang, der nichtinvertierende Ausgang der monostabilen Kippstufe 23 unter Zwischenschaltung des Kondensators 30 mit dem Rücksetzeingang eines RS-Flip-Flops 25 verbunden. Die Signalströme, welche jeweils einer der beiden Synchronworterkennungsschaltungen 21, 22 zugeführt sind, werden auch den Dateneingängen der Umschalter 26, 27 zugeführt. Der Steuereingang der Umschalt­ einrichtung 26 ist mit Ausgang Q 2, der Steuereingang der Umschalteinrichtung 27 mit dem Ausgang Q 1 des RS-Flip-Flops 25 verbunden. Die Ausgänge der Um­ schalteinrichtungen 26, 27 sind bei 28 zusammenge­ schaltet und bilden am Ausgang 29 der Gesamtschal­ tung ein kontinuierliches Signal. Die monostabilen Kippstufen 23, 24 können gemeinsam durch einen Schaltungsbaustein mit der Typenbezeichnung SN74LS123, die Umschalteinrichtungen 26, 27 durch verschiedene Bausteine mit den Typenbezeichnungen SN74LS157, SN74LS244 oder SN74LS374 realisiert sein.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordung nach Fig. 2 soll im folgenden im Zusammenhang mit dem Impulsdiagramm nach Fig. 3 erläutert werden. In den Fig. 3a und 3b sind die Hüllkurvenverläufe der jeweils von den Magnetköpfen 6 und 7 vom Magnetband abgenommenen Signale dargestellt. Dabei entsprechen der Hüllkurvenverlauf nach Fig. 3a den Signalen, welche durch den Magnetkopf 6, der Hüllkurvenver­ lauf nach Fig. 3b den Signalen, welche durch den Ma­ gnetkopf 7 wiedergegeben werden. Infolge der ange­ nommenen Umschlingungswinkel des Magnetbandes um die Abtasteinrichtung und damit um das Kopfrad 4 180° und der beiden um das Bogenmaß π versetzten Magnetköpfe sind bei den beiden um das gleiche Bo­ genmaß versetzten Hüllkurvenverläufen die Anteile mit Signalinhalt <π und dementsprechend die An­ teile ohne Signalinhalt <π. Mit jedem Auftreten von Synchronzeichen innerhalb der durch die Hüll­ kurvenabschnitte nach den Fig. 3a und 3b ge­ kennzeichneten Signalanteile wird jeweils eine der beiden monostabilen Kippstufen 23, 24 neu gestartet. Die monostabilen Kippstufen 23, 24 sind vom nachtriggerbaren Typ und können beispielsweise ge­ meinsam durch den Baustein SN74LS123 (Texas Instru­ ments) realisiert sein. Dabei ist die äußere Be­ schaltung so gewählt, daß das Ausgangssignal eine zeitliche Länge bis zum Auftreten des nächsten Syn­ chronzeichens innerhalb des Signalabschnittes nach 3a oder 3b aufweist. Infolgedessen sind die Ab­ schnitte mit Signalinhalt in den Fig. 3c und 3d geringfügig länger als die nach den Fig. 3a oder 3b. Durch Differenzierung in den Differenzier­ stufen 30, 31 wird mit den ansteigenden Flanken der Signalzüge nach Fig. 3c bzw. 3d jeweils ein Trig­ gerimpuls entsprechend Fig. 3e bzw. 3f für das RS-Flip- Flop 25 gewonnen.

Diese jeweils um das Bogenmaß π versetzten Impulse nach Fig. 3e bzw. 3f werden jeweils einem Eingang des RS-Flip-Flops 25 zugeführt, so daß an dessen Ausgang Q 1 eine Signalfolge mit einer Hüllkurve entsprechend Fig. 3g, an Ausgang Q 2 eine Signalfolge mit einer Hüllkurve entsprechend Fig. 3h ansteht. Nach Durch­ schaltung der Umschalteinrichtungen 26, 27 im Takt der Signale entsprechend Fig. 3g bzw. 3h ergibt sich am Verknüpfungspunkt 28 und damit am Ausgang 29 der Gesamtschaltung ein kontinuierlicher Hüllkurvenver­ lauf entsprechend Fig. 3i. Damit ist am Ausgang 29 der Gesamtschaltung das kontinuierliche Signal ver­ fügbar.

Bei der Realisierung der Umschaltstufen mit den Bau­ steinen SN74LS244 oder SN74LS374 wird deren Fähigkeit ausgenutzt, abhängig vom Auftreten eines Signals am Steuereingang den Ausgang niederohmig und beim Fehlen eines Signals am Steuereingang den Ausgang so hoch­ ohmig zu machen, daß diese vollständig von der Eingangsschaltung getrennt sind.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 4 dient zur Um­ schaltung der Magnetköpfe eines Video-Magnetbandge­ rätes mit Speicherung in mehreren schmalbandigen Aufzeichnungskanälen, wobei die zu speichernden Video-Daten von der Aufzeichnung zeitlich gedehnt wurden. Der Umschlingungswinkel des Magnetbandes 1 um das mit zwei Magnetköpfen am Umfang bestückte Kopfrad ist entsprechend dem Dehnungsfaktor größer gewählt, bei einem Faktor von 1,5 mit 1,5 × 180° = 270°. Die übrige Schaltungsanordnung entspricht in Aufbau und Wirkungsweise vollständig der im Zusammenhang mit den Fig. 2 und 3 beschriebenen Anordnung mit Ausnahme der Kompressionsschaltungen 32, 33 zum Rückgängigmachen der Expansion vor der Aufzeichnung. Die Kompressions­ schaltung 32 ist zwischen dem Verknüpfungspunkt 34 zwischen den Eingängen der Synchronzeichen-Erkennungs­ schaltung 21 und Umschalt-Bausteines 26 und dem Umschalt- Baustein 26 angeordnet, entsprechend die Kompressions­ schaltung 33 zwischen dem Verknüpfungspunkt 35 und dem Umschalter 27. Durch die Kompression um einen Faktor umgekehrt proportional dem vorhergegangenen Expansions­ faktor wird vermieden, daß bei der Umschaltung zwischen den beiden Wiedergabe-Kanälen wesentliche Informations­ anteile verlorengehen.

Claims (3)

1. Schaltungsanordnung in einem Video-Magnetbandgerät mit

• - mehreren rotierenden Video-Magnetköpfen zum Lesen von auf Schrägspuren eines Magnetbandes aufgezeichneten Videosignalen,
• - einer Wiedergabesignal-Verarbeitungsschaltung,
• - einer Anordnung zur Ableitung von Synchronsignalen im gelesenen Videosignal und
• - einer Umschalteinrichtung zur signalabhängigen Zuordnung der von den Video-Magnetköpfen abgegebenen Videosignale zu der Wiedergabesignal-Verarbeitungsschaltung,

dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer Wiedergabe von Daten digital aufgezeichneter Videosignale die Video-Magnetköpfe (6, 7) mit je einer Schaltung (21, 22) zur Erkennung von Synchronworten im gelesenen Videosignal und der Umschalteinrichtung (26, 27) gekoppelt sind und
daß bei einem erstmaligen Erkennen eines Synchronwortes in den Daten des von einem Video-Magnetkopf (6, 7) gelesenen Videosignals die Schaltung (21, 22) zur Erkennung von Synchronworten ein Signal an die Umschalteinrichtung (26, 27) abgibt, so daß der entsprechende Video-Magnetkopf (6, 7) der Wiedergabesignal-Verarbeitungsschaltung zugeordnet wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Kompressionsschaltungen (32, 33) im Signalweg vor jeder Schaltung (21, 22) zur Erkennung von Synchronworten zum Rückgängigmachen einer bei der Aufzeichnung erfolgten Zeitdehnung der Daten des Videosignals.