DE3415956C2

DE3415956C2 -

Info

Publication number: DE3415956C2
Application number: DE3415956A
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 6110 Dieburg De Sochor
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Philips GmbH
Priority date: 1984-04-28
Filing date: 1984-04-28
Publication date: 1991-10-10
Also published as: WO1985005210A1; US5103349A; JPS61502501A; DE3415956A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Kopieren eines auf einem magnetischen Träger gespeicherten FM-Signals, welches von dem magnetischen Träger abgenommen, einem Signalverarbeitungsprozeß unterworfen und erneut auf einen magnetischen Träger aufgezeichnet wird.

Bei der redaktionellen Bearbeitung von Fernsehbeiträgen, welche auf Magnetband gespeichert wurden, ist es häufig erforderlich, die Originalaufzeichnung in mehreren Schritten inhaltlich zu verändern, um schließlich einen sendefähigen Beitrag zu erhalten. Zwischenkopien dienen dazu, den jeweiligen Stand der Veränderung als Grundlage für die Weiterbearbeitung festzuhalten. Das endgültige Resultat ist daher ein bespieltes Magnetband, dessen einzelne Szenenabschnitte unterschiedlich oft redaktionell verändert und damit kopiert worden sind. Gleichwohl besteht die Forderung, daß die Verschlechterung der Signalqualität auch beim mehrfachen Überspielen (Kopieren) innerhalb festgelegter Grenzen bleiben soll.

Signale, insbesondere Fernsehsignale, welche zum Zweck der magnetischen Aufzeichnung einer Trägerfrequenz aufmoduliert sind, werden nach dem Stand der Technik überspielt (kopiert), indem im Wiedergabegerät die vom Magnetband abgenommenen Signale verstärkt, entzerrt, begrenzt, von Zeitfehlern und Aussetzern befreit und schließlich demoduliert werden. Nach der Übertragung auf das Aufnahmegerät müssen die demodulierten Signale erneut gefiltert, verzerrt, verstärkt und einer Trägerfrequenz aufmoduliert werden, um schließlich durch elektromagnetische Wandler (Magnetköpfe) auf ein Magnetband aufgezeichnet zu werden.

Das bekannte und gebräuchliche Verfahren hat den Nachteil, daß durch wiederholte Anwendung der Operationen das Ursprungssignal verschlechtert wird.

Um eine Überspielung (Kopie) mit einer möglichst hohen Qualität zu erreichen, ist es notwendig, die Anzahl der Operationen (Modulationsvorgänge, Demodulationsvorgänge, Zeitfehlerkorrektur usw.), denen das Signal unterworfen wird, möglichst klein zu halten, da diese Operationen zu einer Verschlechterung der Signalqualität führen. Es ist deshalb sinnvoll, bei einem Kopiervorgang in der Ebene des trägerfrequenten Signals zu bleiben und nicht, wie bis jetzt üblich, in der Videosignal- Ebene zu kopieren. Dadurch wird die Bildqualität nach einem Kopiervorgang nur minimal verschlechtert, oder, anders ausgedrückt, bei gleichen Anforderungen an die Bildqualität nach mehreren Kopiervorgängen läßt sich die Anzahl der Kopien (Generationen) erhöhen. Ein Grund dafür, warum diese Methode bis jetzt nicht verwendet wurde, liegt darin, daß die Aufbereitung der trägerfrequenten Signale vor der Neu-Aufzeichnung Schwierigkeiten bereitet. Das größte Problem ist dabei die Behandlung von Aussetzern (Dropouts) bei der FM-Überspielung. Die Lösung dieses Problems ist auch Gegenstand der Anmeldung.

Grundsätzlich ist es möglich, eine Dropout-Kompensation frequenzmodulierter Signale durchzuführen; wegen der Forderung einer möglichst störungsfreien Übergangsstelle ohne Phasenunstetigkeit zwischen den wiedergegebenen und eingesetzten Signalen aber schwer realisierbar. Eine andere Möglichkeit ist eine Verwendung einer Hilfsspur, auf der die Dropout-Information parallel zum FM-Signal aufgezeichnet wäre. Diese Möglichkeit scheidet aber aus ökonomischen Gründen (schlechte Ausnutzung der Speicherfläche auf dem Magnetband) aus.

Aus der DE 22 58 608 C2 ist eine Schaltungsanordnung zur Einschaltung eines Füllsignals in eine Tonlücke bei der Tonwiedergabe bekannt, um Tonaussetzer mit wahrnehmbarer Zeitdauer zu kompensieren. Diese bekannte Schaltungsanordnung enthält eine Detektorstufe zum Erfassen eines definierten Hüllkurven-Pegelabfalls im Wiedergabesignal. An den erfaßten Tonstörungsstellen wird das tonfrequente Füllsignal einer Ton- und/oder Geräuschspannungserzeugerschaltung eingesetzt, um den für einen Zuhörer als unangenehm empfundenen Tonausfall zu kompensieren. Das Tonsignal wird dabei jedoch durch ein mehr oder weniger an das ursprüngliche Tonsignal angenähertes Füllsignal verfälscht, so daß Tonaussetzer weiterhin wahrgenommen werden können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zum Kopieren eines auf einem magnetischen Träger gespeicherten FM-Signals kopierbedingte Störungen zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß unabhängig von der Anzahl der Überspielungen das Ursprungssignal nur einmal den Operationen unterworfen wird, welche die Voraussetzung für die ordnungsgemäße Aufzeichnung auf Magnetband und Wiedergabe vom Magnetband darstellen.

Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß Zeittransformationsvorgänge, denen das aufzuzeichnende Signal unterworfen wurde und dazu reziproke Rücktransformationen ebenfalls nur je einmal bei Aufzeichnung und endgültiger Wiedergabe notwendig sind.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die additive und kumulative Fehlerfortpflanzung durch die Verringerung der beim Überspielen notwendigen Operationen stark eingeschränkt wird.

Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens als Blockschaltbild,

Fig. 2 Diagramme der auftretenden Signalformen.

Beschreibung

Das aufzunehmende frequenzmodulierte Signal ist dadurch charakterisiert, daß seine Amplitude konstant ist und die gesamte Information in den Abständen der Nulldurchgänge enthalten ist. Das wiedergegebene frequenzmodulierte Signal ist dagegen, eine korrekte Wiedergabeentzerrung vorausgesetzt, starken Amplitudenschwankungen unterworfen. Diese Amplitudenschwankungen können so stark sein, daß sie zu Signalausfällen (Dropouts) führen. Vor einer Neuaufzeichnung eines wiedergegebenen Signals ist es notwendig, diese Amplitudenschwankungen zu unterdrücken. Diese mittels eines Begrenzers durchgeführte Beseitigung der Amplitudenschwankungen ist notwendig wegen der nichtlinearen Aussteuerungscharakteristik des Magnetbandes. Bei einer Überspielung werden diese Signalausfälle (Dropouts) aus dem frequenzmodulierten Signal mittels eines Hüll-Kurvendetektors ausgewertet und vor der erneuten Modulation in einer Schaltung zur Unterdrückung von Signalausfällen (Dropouts-Kompensator) kompensiert. Um den optimalen Störabstand zu erreichen, wird eine Aussteuerung des Magnetbandes von einem Sättigungszustand in den anderen angestrebt. Durch diese Begrenzung geht daher die Information über die Signalausfälle verloren, die als Einbrüche der Signalamplitude vor der Begrenzung vorhanden war.

In der nachfolgend wiedergegebenen Tabelle sind diese Zusammenhänge übersichtlich dargestellt und die verschiedenen Möglichkeiten des Überspielens (Kopierens) aufgezeigt.

Wie ersichtlich, werden unabhängig von der Anzahl der Generationen bei der Überspielung frequenzmodulierter Signale folgende Operationen nur einmal ausgeführt:
Vorfilterung der Videosignale vor der FM-Modulation.
Lineare und nichtlineare Preemphasis und Deemphasis.
FM-Modulation der Videosignale.
Zeittransformation bei der Aufnahme.
Rücktransformation bei der Wiedergabe.
FM-Demodulation der Videosignale.
Nachfilterung der Videosignale nach der FM-Demodulation.
Zeitfehlerausgleich.
Erneuerung der Austastung und der Synchronisierung.

Außerdem wird die additive Fehlerfortpflanzung bei folgenden Parametern unterbrochen:
Welligkeit der Durchlaßdämpfung der Videofilter,
Welligkeit der Gruppenlaufzeit der Videofilter,
Frequenzdrift der Frequenzmodulatoren,
Ungenauigkeit der Pegeleinstellung der Demodulatoren (besonders kritisch bei der Verwendung der nichtlinearen Preemphasis und Deemphasis),
Mischprodukt der Frequenzmodulatoren,
Lineare und nichtlineare Verzerrungen der Modulatoren und Demodulatoren,
Lineare und nichtlineare Verzerrungen der nichtlinearen Preemphasis und Deemphasis,
Restzeitfilter,
Laufzeitdifferenz zwischen Luminanz und Chrominanz,
Abweichung der zeitlichen Lage der erneuerten Austastung und Synchronisierung relativ zum Videosignal vom Sollwert,
Abweichung des erneuerten Austastwerts vom Sollwert,
Mischprodukte der Zeittransformation,
Lineare und nichtlineare Verzerrungen der Zeittransformation.

Wie bereits dargelegt, ist die gesamte Information des FM-Signals in den Nulldurchgängen, korrekter gesagt, in deren zeitlichen Abstand beinhaltet. Aufgrund einer Vorfilterung des Videosignals in der FM- Modulation liegt der zeitliche Abstand zweier nacheinanderfolgender Nulldurchgänge innerhalb eines Zeitintervalls, das einen Minimal- und Maximalwert aufweist.

Vorteilhaft ist daher eine Dropout-Kennzeichnung im frequenzmodulierten Signal vor der Begrenzung durch ein eingetastetes Signal, das gegenüber dem frequenzmodulierten Signal Merkmale aufweist, die das frequenzmodulierte Signal normalerweise nicht hat, und die aufgrund einer Ausnutzung dieser Merkmale bei der Wiedergabe der neu aufgezeichneten Videosignale zu einer Wiedererkennung der so gekennzeichneten Dropouts führt.

Das Unterschiedsmerkmal kann demnach ein zeitlicher Abstand zweier nacheinanderfolgender Nulldurchgänge des eingetasteten Kennsignals sein, der oberhalb des Maximalwertes oder unterhalb des Minimalwertes liegt. Sinnvollerweise wählt man den Abstand zweier nacheinanderfolgenden Nulldurchgänge des eingetasteten Kennsignals konstant, d. h. das Kennsignal selbst ist nicht frequenzmoduliert, d. h., seine Frequenz ist konstant. Ein Detektor ist in diesem Fall ein auf diese Kennfrequenz abgestimmter Bandpaß, oder im Falle einer Kennzeichnung unterhalb des Frequenzbereiches der Trägerfrequenz ein Tiefpaß, oder im Falle einer Kennzeichnung oberhalb des Frequenzbereichs der Trägerfrequenz ein Hochpaß, auf dessen Ausgang im Falle eines Signalausfalls ein Burstsignal erscheint. Es gibt einen besonders vorteilhaften Fall der Kennzeichnung oberhalb des Frequenzbereichs der Trägerfrequenz, bei dem die Frequenz des eingetasteten Kennsignals so hoch gewählt wird, daß das Kennsignal einerseits ohne Schwierigkeiten den Begrenzer auf der Aufnahmeseite passiert, andererseits aber so hoch liegt, daß es nicht mehr wiedergegeben wird (wegen zu kurzer Wellenlänge) oder durch die Wiedergabeelektronik (Wiedergabeentzerrer, Tief- oder Bandpaß zum Ausfiltern der Modulationsfrequenz) nicht durchgelassen wird. Sinnvollerweise wird eine Frequenz gewählt, die oberhalb der Grenzfrequenz des Wiedergabe-Tiefpasses oder in der Nähe der Nullfrequenz oder oberhalb der Nullfrequenz eines dreieckförmigen Roll-Off-Filters (falls vorhanden) liegt. Das erspart eine besondere Schaltung zur Erkennung der wiederaufgezeichneten gekennzeichneten Signalausfälle; in diesem Fall sind sowohl die gewöhnlichen als auch die wiederaufgezeichneten Signalausfälle durch einen Amplitudeneinbruch charakterisiert, und beide Arten von Signalausfällen können mit den bisher üblichen Auswerteschaltungen erkannt werden. Da jede solche Auswerteschaltung eine bestimmte Laufzeit hat, muß diese Laufzeit im Weg des frequenzmodulierten Signals kompensiert werden. Um die Anzahl der benutzten Komponenten klein zu halten, kann für diese Komponenten das Dreieckfilter ausgenutzt werden.

In der Fig. 1 ist mit 1 ein Wiedergabemagnetkopf bezeichnet, der von einem (nicht dargestellten) Magnetband Magnetisierungsmuster abtastet, welche frequenzmodulierten Signalen entprechen. Die im Ringkern des Magnetkopfes 1 erzeugten Änderungen des magnetischen Zustandes rufen in der Magnetspule 2 Induktionsänderungen hervor, welche als elektrische Signale im Wiedergabeverstärker 3, dessen Eingang mit dem Ausgang der Induktionsspiele 2 verbunden ist, verstärkt wird. An den Ausgang des Wiedergabeverstärkers 3 ist ein Wiedergabeentzerrer zum Ausgleich der durch die nichtlineare Kennlinie des Magnetbandes hervorgerufenen Verzerrungen dient. An den Ausgang des Wiedergabeentzerrers 4 ist ein Tiefpaßfilter 5 angeschlossen, indem die durch die Entzerrung hervorgerufenen Rauschanteile oberhalb des Nutzfrequenzbandes beseitigt werden. Am Punkt 6 der Schaltung, also am Ausgang des Tiefpaßfilters 5 steht das frequenzmodulierte Nutzsignal zur Verfügung. An den Punkt 6 ist einerseits ein Signalausfalldetektor 7 angeschlossen, der im wiedergegebenen frequenzmodulierten Signal enthaltene Signalausfälle beispielsweise durch Müllkurvenüberwachung erkennt und einen nachgeschalteten elektronischen Umschalter betätigt. Der Signalausfalldetektor 7 kann ein handelsüblicher Baustein, beispielsweise vom Typ TDA 2740, der elektronische Umschalter ebenfalls ein handelsüblicher Baustein vom gleichen Typ sein. Zum Ausgleich der Signallaufzeit im Signalausfalldetektor 7 ist an den Punkt 6 der Schaltung eine Verzögerungsleitung 9 angeschlossen, deren Ausgang mit einem Umschaltkontakt des elektronischen Schalters 8 verbunden ist. An den anderen Umschaltkontakt des elektronischen Umschalters 8 ist ein Sinusoszillator 10 angeschlossen, der vorteilhaft eine Frequenz oberhalb des Nutzfrequenzbandes des wiedergegebenen frequenzmodulierten Signals liefert.

Bei einem Signalausfall im frequenzmodulierten Nutzsignal schaltet der Signalausfalldetektor 7 den elektronischen Umschalter 8 um, so daß an Stelle des Nutzsignals die vom Oszillator 10 gelieferte Sinusschwingung an den Ausgang des elektronischen Umschalters gegeben wird.

Die zwischen den beiden gestrichelten Linien 11 und 12 dargestellte Strecke 13 soll die Überspielleitung vom Ausgang des Wiedergabegerätes 11 zum Eingang des Aufnahmegerätes 12 kennzeichnen.

Die Unterdrückung des Kennsignals erfolgt dadurch, daß bei der Wiedergabe eines durch Kopieren gewonnenen bespielten Magnetbandes mit gekennzeichneten Signalausfallbereichen infolge der außerhalb des übertragenen Bereichs des frequenzmodulierten Signals liegenden Frequenz des Kennsignals seine Amplitude so stark gedämpft wird, daß der Signalausfalldetektor 7 beispielsweise durch Hüllkurvendetektion diese Stellen als Signalausfälle erkennt.

Die Wiedergabedämpfung kann durch die Wiedergabecharakteristik des Magnetkopfes 1 infolge unzureichender Wiedergabe der mit den hohen Frequenzen verbundenen kurzen Magnetisierungsbereichen (Wellenlängen) auf dem Magnetband bei einer Frequenz des Kennsignals oberhalb des übertragenen Frequenzbereichs des Nutzsignals gegeben sein oder durch die Filterkurve der im Übertragungsweg vorhandenen Tief- oder Bandpaßfilter.

In der Fig. 2 sind die in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 auftretenden Signalformen dargestellt. Dabei ist in Fig. 2a das am Punkt 6 der Schaltung auftretende Nutzsignal mit einem Amplitudeneinbruch der Hüllkurzve infolge eines Signalaussetzers zu sehen. Die Schwingung nach Fig. 2e stellt die vom Sinusoszillator 10 gelieferte Sinusschwingung dar, deren Frequenz vorteilhaft oberhalb des von der Aufnahmeschaltung des Aufnahmegerätes 12 zu verabeitenden Nutzfrequenz liegt. Durch die Erkennung eines Signalausfalls mittels des Signalausfalldetektors 7 wird an der Stelle des Amplitudeneinbruch der elektronische Umschalter 8 vom Nutzsignal auf die Frequenz des Sinusoszillators 10 umgeschaltet. Die Amplitude des Signals vom Sinusoszillator 10 ist unkritisch, sie sollte nur so groß sein, daß sie bei nachfolgender Verstärkung und Begrenzung im Begrenzer 14 und im Verstärker 15 des Aufnahmegerätes den in Fig. 2d dargestellten Signalzug bildet.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht an die ein Ausführungsbeispiel darstellende Schaltungsanordnung nach Fig. 1 gebunden ist. So kann beispielsweise die Verzögerungsleitung 9 durch die Signalverzögerung eines Dreieckfilters ersetzt sein, das dann die Filterung des Nutzsignals an Stelle des Tiefpaßfilters 5 bewirkt.

Claims

1. Verfahren zum Kopieren eines auf einem magnetischen Träger gespeicherten FM-Signals,
- bei welchem das gespeicherte FM-Signal von dem magnetischen Träger in frequenzbegrenzter Form abgenommen wird,
- bei welchem an Stellen von Amplitudeneinbrüchen in der Hüllkurve des angenommenen FM-Signals ein Kennsignal eingesetzt wird, welches in der Amplitude im wesentlichen der Hüllkurve-Amplitude des abgenommenen FM-Signals ohne Amplitudeneinbrüche entspricht und in der Frequenz außerhalb des Übertragungsbereichs des FM-Bereichs liegt, und
- bei welchem das derart aufbereitete FM-Signal erneut aufgezeichnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Kennsignals unterhalb des Übertragungsbereichs des FM-Signals liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Kennsignals oberhalb des übertragenen Bereichs des FM-Signals liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation der Laufzeit einer Anordnung zur Ermittlung der Stellen von Amplitudeneinbrüchen die Laufzeit eines im Signalweg des FM-Signals angeordneten Dreieckfilters ausgenutzt wird.