DE4012963A1 - Videorecorder mit verbesserter farbaufzeichnung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Videorecorder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Videorecorder ist als VHS- oder S-VHS-Videorecorder bekannt.

Bei einem Videorecorder wird das Leuchtdichtesignal durch Frequenzmodulation eines Bildträgers aufgezeichnet, der z. B. einen Frequenzbereich von 1,3-6 MHz einnimmt. Der modulier­ te Farbträger wird bei der Aufnahme mit einem Mischträger in einen in der Frequenz heruntergesetzten, modifizierten Farb­ träger mit einer Frequenz von etwa 627 kHz umgewandelt und in dem freien Frequenzbereich unterhalb des Frequenzspek­ trums des modulierten Bildträgers aufgezeichnet. Da dieser freie Frequenzbereich etwa 1 MHz beträgt, ergibt sich bei einer Zweiseitenband-Quadraturmodulation für die aufgezeich­ neten Farbsignale eine maximale Bandbreite von etwa 0,5 MHz.

Es ist ein verbessertes VHS-System bekannt (Super-VHS oder S-VHS) , bei dem mit Magnetbändern mit verfeinerter Magnet­ schicht und größerem Magnetisierungsstrom für den Bildträger ein erhöhter Frequenzmodulationsbereich von 5,4-7,0 MHz und eine größere Gesamtbandbreite des Spektrums erreicht wer­ den. Durch dieses System werden die Bandbreite des aufge­ zeichneten Leuchtdichtesignals Y von bisher etwa 3 MHz auf 5 MHz und dadurch die Wiedergabeschärfe und der Störabstand vergrößert.

Die Bandbreite der aufgezeichneten Farbsignale bleibt dabei jedoch unverändert, weil für die Aufzeichnung des Farbträ­ gers aus Gründen der Kompatibilität nach wie vor nur der freie Frequenzbereich von etwa 0 bis 1 : 2 MHz unterhalb des Frequenzspektrums des frequenzmodulierten Bildträgers zur Verfügung steht. Das hat den Nachteil, daß die Schärfe und der Störabstand für die Farbsignale, also für die Wiedergabe farbiger Bildteile, zu wünschen übrig lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bandbreite der aufgezeichneten Farbsignale und damit die Qualität der Farb­ wiedergabe bei einem derartigen Recorder zu verbessern, ohne daß der verfügbare Frequenzbereich unterhalb des Frequenz­ spektrums des modulierten Bildträgers vergrößert werden muß.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfin­ dung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung beruht auf folgender Überlegung. Die Aufzeich­ nung mit Köpfen mit einer größeren Spaltbreite in einer tie­ fer liegenden Magnetschicht hat, bedingt durch die größere Spaltbreite, eine entsprechend geringere Bandbreite. Die Auf­ zeichnung des modulierten Bildträgers etwa über einen Fre­ quenzbereich von 1 bis 10 MHz wäre damit nicht möglich. Für die Aufzeichnung der Farbsignale, die gegenüber dem Leucht­ dichtesignal eine geringere Bandbreite haben, ist indessen in der tieferen Magnetschicht mit der verringerten Bandbrei­ te möglich. Die Bandbreite reicht vielmehr aus, um den PAL- Farbträger mit seiner gesamten Bandbreite gemäß der PAL-Norm aufzuzeichnen. Die Möglichkeit der Aufzeichnung eines zwei­ ten Signals geringerer Bandbreite in einer tiefer liegenden Magnetschicht des Bandes wird also für einen neuartigen An­ wendungszweck ausgenutzt. Durch die Aufzeichnung von Leucht­ dichtesignal und Farbträger in übereinanderliegenden Magnet­ schichten des Bandes ergeben sich mehrere Vorteile. Der Farb­ träger kann in der tiefer liegenden Schicht in Spuren mit Zwischenraum, einem sogenannten Rasen, aufgezeichnet werden. Durch diesen Rasen wird das Übersprechen zwischen benachbar­ ten Spuren gering gehalten. Das hat den Vorteil, daß bisher verwendete Kammfilter mit der Verzögerung von zwei Zeilen für die Beseitigung des Übersprechens sowie die dadurch be­ wirkte störende Mittelung über mehrere Zeilen entfallen. Das Übersprechen zwischen Leuchtdichtesignal und Farbsignalen indessen wird durch die Aufzeichnung in unterschiedlichen Magnetschichten gegenüber der bekannten Aufzeichnung im Fre­ quenzmultiplex in einer Magnetschicht verringert. Die Erfin­ dung ist grundsätzlich bei allen Farbfernsehnormen anwend­ bar, also bei PAL, SECAM, NTSC. Eine Kompatibilität mit der bisherigen Aufzeichnung eines in der Frequenz herabgesetzten Farbträgers unterhalb des Frequenzspektrum des Leuchtdichte­ signals ist gegeben, da diese bekannte Art der Aufzeichnung unabhängig von der Erfindung zusätzlich angewandt werden kann. Die Bandbreite in der tieferen Magnetschicht reicht aus, den Farbträger mit voller Farbbandbreite und zusätzlich zwei frequenzmodulierte Tonträger aufzuzeichnen. Die bei be­ kannten Geräten ohnehin vorhandenen Magnetköpfe größerer Spaltbreite für die Aufzeichnung von Tonträgern können in vorteilhafter Weise zusätzlich für die Aufzeichnung des Farb­ trägers benutzt werden. Der Recorder kann bei der Wiedergabe das Leuchtdichtesignal einerseits und den Farbträger anderer­ seits je mit voller Bandbreite an getrennten Ausgängen mit geringem Übersprechen liefern. Diese Art der Signalverarbei­ tung, auch YC-Wiedergabe genannt, ist besonders vorteilhaft für hochwertige Wiedergabe wie z. B. bei S-VHS oder ADTV.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an ei­ nem Ausführungsbeispiel erläutert. Darin zeigen

Fig. 1 die Frequenzspektren der aufgezeichneten Signale,

Fig. 2 ein Blockschaltbild für die Aufzeichnung und

Fig. 3 ein Blockschaltbild für die Wiedergabe jeweils für ein PAL-Farbfernsehsignal.

Die in den Figuren verwendeten Symbole haben folgende Bedeu­ tung und folgende Werte:
fH= Zeilenfrequenz von 15,625 kHz,
f1=4,43361875 MHz Frequenz des PAL-Farbträgers F,
f2=0,62695313 MHz Frequenz von Fm,
f3=f1+40 fH+1/8 fH=5,0605718 MHz Mischfrequenz,
f4=490,25* fH=7,66015625 MHz Mischfrequenz,
f5=3,2265375=Frequenz von Ft,
T1=FM-Tonträger für L mit 1,4 MHz±170 kHz,
T2=FM-Tonträger für R mit 1,8 MHz±170 kHz,
Ft= in tieferer Schicht aufgezeichneter Farbträger mit 3,2265375 MHz
Fm= unterhalb des Frequenzspektrum des Bildträgers aufgezeichneter, in der Frequenz herabgesetzter Farbträger (color under)
F= modulierter PAL-Farbträger
Dabei gilt
f4-f1=f5
f3-f1=f2

In Fig. 1 wird mit Magnetköpfen K1 mit einer Spaltbreite von 0,2 µm in einer oberen Magnetschicht S1 des Magnetbandes T das Leuchtdichtesignal Y in Form eines frequenzmodulierten Bildträgers B aufgezeichnet. Der Bildträger B hat einen sta­ tischen Modulationshub von 5,4 MHz bis 7,0 MHz und eine Band­ breite von etwa 1,2 bis 10 MHz. Der Farbträger Ft wird indes­ sen mit Magnetköpfen K2 mit einer größeren Spaltbreite von 0,4 bis 0,45 µm in der tieferen Magnetschicht S2 des Magnet­ bandes T aufgezeichnet. Diese Aufzeichnung erfolgt mit Zwi­ schenraum, einem sogenannten Rasen zwischen den Spuren und einem Azimutwinkel zwischen den beiden Köpfen K2 von ± 30°. Der Farbträger Ft wird mit einem Mischträger mit der Fre­ quenz f4 aus dem PAL-Farbträger gewonnen.

Mit den zweiten Köpfen K2 werden in der tiefer liegenden Ma­ gnetschicht S2 zusätzlich die beiden Tonträger T1, T2 für Stereoton aufgezeichnet. Bei der Aufnahme werden zunächst die Signale T1, T2, Ft mit den Köpfen K2 in der tieferen Ma­ gnetschicht S2 geschrieben. Kurz danach mit einem geringen räumlichen Versatz wird dann mit den Köpfen K1 der Bildträ­ ger in der Schicht S1 aufgezeichnet, wobei die bereits durch K2 in der Schicht S1 vorgenommene Aufzeichnung wieder ge­ löscht wird.

In der Schicht S1 kann unterhalb des Frequenzspektrums des Bildträgers B noch zusätzlich der in der Frequenz herabge­ setzte Farbträger Fm in bekannter Weise aufgezeichnet werden, um eine Kompatibilität mit bisherigen Geräten zu ge­ währleisten. Die Farbsignale wären dann doppelt aufgezeich­ net. Der Farbträger Fm kann im Falle einer Störung von Ft als Ersatzsignal eingefügt werden. Fm kann auch bei Suchlauf verwendet werden, um eine farbige Wiedergabe zu ermöglichen. Ein derartiger Suchlauf mit Farbwiedergabe wäre mit dem Farb­ träger Ft aus der tieferen Schicht S2 nicht ohne weiteres, aber grundsätzlich ebenfalls möglich. Anstelle der frequenz­ modulierten Tonträgers T1, T2 kann auch ein anderes Tonsi­ gnal, z. B. ein digitales Tonsignal in der Form eines NICAM- Trägers aufgezeichnet werden. Wenn auf die zusätzliche Auf­ zeichnung von Fm verzichtet wird, kann das Leuchtdichtesi­ gnal in den unteren Frequenzbereich von 0 bis 1 MHz ausge­ dehnt und somit die Aufzeichnungsbandbreite von Y erhöht werden. Der Farbträger Ft erstreckt sich etwa von 2,5 bis 4,5 MHz und hat die volle Farbbandbreite von etwa +1,3 MHz und bis 0,7 MHz. Ein entsprechend aufgezeichneter SECAM-Farb­ träger würde in der zweiten Schicht S2 einen Frequenzbereich von 2,41 MHz-4,28 MHz einnehmen.

In Fig. 2 wird das FBAS-Signal mit der Trennstufe 1 in das Leuchtdichtesignal Y und den Farbträger F aufgespalten. Y gelangt über die Preemphasisstufe 2, den FM-Modulator 3 und den Verstärker 4 auf die Addierstufe 5, deren Ausgang paral­ lel an die beiden Köpfe K1 angeschlossen ist. Der Farbträger F gelangt über den Bandpaß 6 mit einem Durchlaßbereich von 4,43 MHz+0,6 MHz -0,8 MHz auf den Frequenzumsetzer 7, der eine Frequenzumsetzung von f1 auf f2 bewirkt. Der dadurch gewonnene Farbträger Fm gelangt über den Tiefpaß 8 ebenfalls auf die Addierstufe 5. In der Synchronabtrennstufe 9 werden die Zeilensynchronimpulse abgetrennt und in dem Umsetzer 10 auf einen Mischträger mit der Frequenz f3 umgesetzt, der über den Hochpaß 11 auf den anderen Eingang des Umsetzers 7 gelangt. Diese Art der Aufzeichnung, auch mit "color under" bezeichnet, ist bekannt.

Über das Bandfilter 12 mit einem Durchlaßbereich von 4,43 MHz +0,6 MHz-1,2 MHz wird der Farbträger F dem Umsetzer 13 zugeführt, der andererseits von der Synchronabtrennstufe 9 über den Umsetzer 14 und den Hochpaß 15 mit einem Mischträ­ ger mit der Frequenz f4 gespeist wird. Am Ausgang des Umset­ zers 13 entsteht der Farbträger Ft, der über das Bandfilter 16 mit einem Durchlaßbereich von 3,22 MHz+1,2 MHz-0,6 MHz auf die Addierstufe 17 gelangt. In der Addierstufe 17 werden die beiden Tonträger T1, T2 hinzugefügt. Das Summensignal mit dem Frequenzspektrum gemäß Fig. 1b, gelangt über den Ver­ stärker 18 auf die beiden Magnetköpfe K2 mit einer gegenüber K1 größeren Spaltbreite von ca 0,4 bis 0,45 µm.

Mit den Köpfen K1 geringer Spaltbreite von 0,2 µm werden so­ mit der mit Y modulierte Bildträger B und der Farbträger Fm in der oberen Schicht S1 des Magnetbandes T aufgezeichnet. Mit den Köpfen K2 indessen werden der Farbträger Ft und die Tonträger T1, T2 in der tieferen Magnetschicht S2 aufgezeich­ net.

Fig. 3 zeigt die Wiedergabeschaltung. Der mit den Köpfen K1 von Band T abgetastete Bildträger B gelangt über den Umschal­ ter 19, die Laufzeitstufe 50, die Deemphasisstufe 21, den FM-Demodulator 22, den Tiefpaß 23 und die Deemphasisstufe 24 sowie den Umschalter 25 auf die Klemme 26, an der das demodu­ lierte Leuchtdichtesignal Y zur Verfügung steht. Der Farbträ­ ger Fm gelangt über den Tiefpaß 27, den Umsetzer 28, den Bandpaß 29, die Verzögerungsleitung 30 für zwei Zeilen und den Umschalter 31 auf die Klemme 32, an der wieder der Origi­ nal-PAL-Träger F steht. Die Addierstufe 33 liefert das aus y und F gebildete FBAS-Signal. In der Synchronimpulsabtrennstu­ fe 34 werden die Zeilensynchronimpulse abgetrennt und in dem Umsetzer 35 auf einen Mischträger mit der Frequenz f3 umge­ setzt. Dieser gelangt über den Hochpaß 36 auf den Umsetzer 28. Diese Wiedergabeschaltung für "color under"-Betrieb ist bekannt.

Die Köpfe K2 liefern über den Umschalter 37 zunächst den Farbträger Ft gemäß Fig. 1b. Dieser wird mit dem Bandfilter 38 mit einem Durchlaßbereich von 3,22 MHz+1,2 MHz-0,6 MHz ausgewertet und dem Umsetzer 39 zugeführt, der außerdem von der Synchronimpulsabtrennstufe 34 über den Umsetzer 41 und den Hochpaß 42 mit einem Mischträger mit der Frequenz f4 ver­ sorgt wird. Der Farbträger F am Ausgang des Umsetzers 39 ge­ langt über den Bandpaß 40 mit einem Durchlaßbereich von 4,43MHz +0,6 MHz-1,2 MHz und die Laufzeitstufe 46 auf den zwei­ ten Eingang des Umschalters 31. Bei einer Aufzeichnung des Farbträgers Ft in der tieferen Schicht S2 gemäß Fig. 1b wird aus dem Signal an der Klemme 44 eine Schaltspannung 43 er­ zeugt. Diese betätigt den Umschalter 31, so daß anstelle des Farbträgers Fm von den Köpfen K1 nunmehr der breitbandigere Farbträger Ft von den Köpfen K2 der Klemme 32 zugeführt wird. Die Schaltspannung 43 an der Klemme 44 betätigt außer­ dem den Umschalter 25. Dadurch wird die Laufzeitstufe 45 ein­ geschaltet, die eine Laufzeitanpassung des Signals Y an den nunmehr breitbandigeren Farbträger F bewirkt. Die Schaltspan­ nung 43 kann aus einer zusätzlichen Modulation der ebenfalls aufgezeichneten Tonträger T1, T2 abgeleitet werden. Z. B. zeigt eine Modulation von 22 kHz in T1 an, daß in der tiefe­ ren Schicht S2 der Farbträger Ft aufgezeichnet ist und somit der Umschalter 31 für die breitbandigere Farbwiedergabe betä­ tigt werden muß. Ein Modulation von 22 kHz im Tonträger T2 indessen zeigt die Aufzeichnung eines breitbandigeren SECAM- Farbträgers in der Schicht S2 an. Die Stufe 46 dient zur An­ passung der Laufzeiten.

Die zusätzlich zu Ft gemäß Fig. 1b aufgezeichneten Tonträger T1, T2 werden mit dem Bandfilter 47 ausgewertet und stehen an der Klemme 48 für den Tonkanal zur Verfügung. Anstelle der frequenzmodulierten Tonträger T1, T2 können entsprechend andere Tonsignale, z. B. ein digital modulierter NICAM-Tonträ­ ger aufgezeichnet werden.

Die bei der Aufzeichnung und bei der Wiedergabe verwendeten Mischträger zur Umsetzung der Frequenzen des Farbträgers sind mit der Zeilenfrequenz verkoppelt. Dafür wird vorzugs­ weise ein sogenannter Halbzeilenversatz verwendet, bei dem die Frequenz des Mischträgers ein ganzzeiliges Vielfaches der halben Zeilenfrequenz ist. Diese Verkopplung ist beson­ ders vorteilhaft, wenn im Weg der Signale noch ein Kammfil­ ter verwendet wird, um Leuchtdichtesignal Y und Farbträger F voneinander zu trennen oder jeweils in einem der Signalwege Restkomponenten des anderen Signales zusätzlich zu unterdrüc­ ken. Die ersten Köpfe K1 und die zweiten Köpfe K2 sind vor­ zugsweise durch sogenannte Kombiköpfe gebildet. Die Spalte der Köpfe K1 und die Spalte der Köpfe K2 liegen zwangsläufig geometrisch versetzt zueinander. Das bedeutet, daß auch die von diesen Köpfen gelieferten Signale zeitlich gegeneinander versetzt sind. Vorzugsweise ist die geometrische Anordnung der Köpfe und ihrer Spalte so getroffen, daß bewußt eine zeitliche Verschiebung zwischen den Signalen der ersten Köp­ fe K1 und den Signalen der zweiten Köpfe K2 um eine ganze Zahl von Zeilenperioden, z. B. zwei Zeilen, entsteht. Durch eine entsprechende geometrische Anordnung der Köpfe kann so­ mit ein bei der Wiedergabe gewünschter zeitlicher Versatz zwischen den Signalen der ersten Köpfe und der zweiten Köpfe erzielt werden.

Claims (17)

1. Videorecorder mit verbesserter Farbaufzeichnung, bei dem ein mit dem Leuchtdichtesignal modulierter Bildträ­ ger mit ersten Köpfen geringer Spaltbreite in einer obe­ ren Magnetschicht (S1) des Bandes (T) aufgezeichnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der modulierte Farb­ träger (Ft) mit zweiten Köpfen (K2) größerer Spaltbrei­ te in einer tiefer liegenden Magnetschicht (S2) des Ban­ des (T) aufgezeichnet wird.

2. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aufnahme und/oder Wiedergabe die Frequenz des Farbträgers (F) mit einem Mischträger umgesetzt wird, dessen Frequenz mit der Zeilenfrequenz (fH) verkoppelt ist.

3. Recorder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbträger (Ft) mit der Zeilenfrequenz im Halbzei­ lenversatz verkoppelt ist.

4. Recorder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischträger durch Frequenzvervielfachung aus den Zeilensynchronimpulsen gewonnen wird.

5. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Wiedergabe im Weg des Leuchtdichtesignals (Y) und/oder des modulierten Farbträgers (F) ein Kammfilter zur Unterdrückung jeweils eines der beiden Signale ange­ ordnet ist.

6. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnung des Farbträgers (Ft) mit ohnehin vor­ handenen Köpfen (K2) für die Aufzeichnung von FM-Tonträ­ gern (T1, T2) erfolgt.

7. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbträger (Ft) im Frequenzmultiplex zusammen mit FM-Tonträgern (T1, T2) aufgezeichnet wird.

8. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabeschaltung für die zweiten Köpfe (K2) ei­ nen Detektor enthält, der den in der tiefer liegenden Magnetschicht (S2) aufgezeichneten Farbträger (Ft) er­ kennt und den Recorder selbsttätig auf die Auswertung dieses Farbträgers umschaltet.

9. Recorder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennung durch ein Kennsignal erfolgt, mit dem ein zusätzlich aufgezeichneter FM-Tonträger moduliert ist.

10. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Frequenzbereich unterhalb des modulierten Bild­ trägers (B) zusätzlich der in der Frequenz herabgesetz­ te Farbträger (Fm) aufgezeichnet wird.

11. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Frequenzbereich unterhalb des modulierten Bildträ­ gers (B) anstelle eines in der Frequenz herabgesetzten Farbträgers ein modulierter Tonträger aufgezeichnet wird.

12. Recorder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbträger (Fm) weggelassen und die Bandbreite des Bildträgers in den freigewordenen Frequenzbereich zu tiefen Frequenzen hin ausgedehnt ist.

13. Recorder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Wiedergabe während einer Störung des von der tieferen Magnetschicht (S2) abgetasteten Farbtägers (Ft) der Farbträger (Fm) aus der oberen Schicht (S1) für die Signalwiedergabe verwendet wird.

14. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spuren durch die zweiten Köpfe (K2) in der tieferen Magnetschicht (S2) mit Zwischenraum, sogenanntem Rasen, geschrieben werden.

15. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Köpfe (K1) und die zweiten Köpfe (K2) je­ weils durch Kombiköpfe gebildet sind.

16. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Köpfe (K1) und die zweiten Köpfe (K2) geome­ trisch zueinander so angeordnet sind, daß die von den beiden Köpfen gelieferten Signale um eine ganze Anzahl von Zeilenperioden zeitlich zueinander versetzt sind.

17. Recorder nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Versatz gleich der Dauer von zwei Zeilen ist.