DE4042038A1 - Schaltung zur bildsignalaufzeichnung - Google Patents
Schaltung zur bildsignalaufzeichnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Bildsignalaufzeich
nung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 zur Aufnahme
von Bildsignalinformationen auf einem Aufzeichnungsmedium mit
tels eines Bildsignalaufzeichnungsgerätes.
Im allgemeinen enthält ein Bildsignalaufzeichnungsgerät einen
mechanischen Teil für den Antrieb des Aufzeichnungsmediums,
eine Servoschaltung zur Steuerung des mechanischen Teils sowie
eine Schaltung zur Bildsignalaufzeichnung, welche ein Bildsig
nal in eine zur Registrierung auf dem Aufzeichnungsmedium ge
eignete Form umwandelt.
Der Aufbau einer bekannten Schaltung zur Bildsignalaufzeichnung
ist in Fig. 1 gezeigt, und zwar ist dies eine Schaltung für ein
Übertragungssystem eines nationalen Televisionssystemkomitees
(nachfolgend NTSC). In Fig. 1 ist eine Stufe (10) zur automati
schen Verstärkungsregelung (nachfolgend als AGC bezeichnet)
dargestellt, welche über eine Eingangsklemme (IP) ein Bildsignal
empfängt und automatisch verstärkungsregelt, um den Bildsignal
pegel konstant zu halten. Von einem ersten Tiefpaßfilter (11)
werden nur die im Frequenzband unterhalb 3 MHz liegenden
Luminanzsignale des Ausgangs der AGC-Stufe (10) detektiert.
Eine Klemmschaltung (12) begrenzt das vom ersten Tiefpaßfilter
(11) kommende Luminanzsignal auf einen vorbestimmten Pegel, um
die Pegelschwankung des Luminanzsignals zu unterdrücken. Ein
Detailverstärker (13) und eine Teilanhebungsschaltung (14) sind
in Serie zum Ausgang der Klemmschaltung (12) geschaltet und
heben von den Werten des begrenzten Luminanzsignals, welches
das Ausgangssignal der Klemmschaltung (12) bildet, die
Hochfrequenzkomponenten im Frequenzband von 3 MHz bis 4 MHz an.
Eine Hauptanhebungsschaltung (15) hebt das Ausgangssignal der
Teilanhebungsschaltung (14) pegelunabhängig an. Eine Schwarz/
Weiß-Begrenzerschaltung (16) beschränkt den maximalen Weißwert
und den Referenzschwarzwert des Ausgangs der
Hauptanhebungsschaltung (15). Beispielsweise liegt der maximale
Weißwert auf einem gegenüber dem Bildsignalpegel 200%igen Wert
von 140 IRE und der Referenzschwarzwert bei einem 45%igen Wert.
Das Ausgangssignal der Schwarz/Weiß-Begrenzerschaltung (16)
wird durch einen ersten Modulator (17) mit einem
Trägerwellensignal, welches eine Mittenfrequenz von 3,4 MHz mit
einer Variationsbreite von 1 MHz aufweist, frequenzmoduliert,
und das so erhaltene frequenzmodulierte Luminanzsignal ist
einem Hochpaßfilter (30) zugeführt. Der Hochpaßfilter (30)
beseitigt die niederfrequenten Komponenten des Ausgangssignals
des ersten Modulators (17) und führt das resultierende Signal
einem Mischer (40) zu.
Andererseits behält eine automatische Farbsteuerungsschaltung
(20) (nachfolgend ACC bezeichnet) den Impulssignalpegel der
über die Eingangsklemme (IP) empfangenen Bildsignale bei. Ein
Bandpaßfilter (21) beseitigt von den Ausgangssignalen der ACC-
Schaltung (20) die Frequenzkomponenten bis auf das Band 3,58±0,5 MHz
und führt das resultierende Signal einem zweiten Modu
lator (22) zu, um im Frequenzband von 3,58±0,5 MHz liegende
Farbartsignale zu detektieren, welche zu den von den Luminanz
komponenten befreiten Signalen am Ausgang der ACC-Schaltung
(20) gehören. Der Modulator (22) wandelt die Frequenz am
Ausgang des Bandpaßfilters (21) in ein amplitudenmoduliertes
Signal im Frequenzband bei 629 KHz um. Eine Farberkennungs
schaltung (23) fragt den Ausgang der ACC-Schaltung (20) nach
dem Vorhandensein eines Farbartsignals ab und erzeugt dann ein
Farberkennungssignal in einer vorbestimmten Logik in Abhängig
keit vom Ergebnis der Abfrage. Eine automatische Farbartkanal
schaltung (24) (nachfolgend ACK bezeichnet) überträgt ein
Stillsetzen vom Ausgang des zweiten Modulators (22) zu einem
zweiten Tiefpaßfilter (25) in Abhängigkeit vom logischen
Zustand des von der Farberkennungsschaltung (23) zugeführten
Farberkennungssignals. Der zweite Tiefpaßfilter (25) beseitigt
von den Ausgangssignalen der ACK-Schaltung (24) die Frequenz
komponenten oberhalb von 1,2 MHz und führt das erhaltene Signal
dem Ausgang des Mischers (40) zu. Der Mischer (40) verknüpft
das Ausgangssignal des zweiten Tiefpaßfilters (25) und
dasjenige des Hochpaßfilters (30) und führt dieses gemischte
Signal über einen Aufzeichnungsverstärker (50) einem Auf
zeichnungskopf (HD) zu, welcher das umgewandelte Bildsignal,
welches vom Mischer (40) über den Aufzeichnungsverstärker (50)
zugeführt wird, auf ein Aufnahmemedium aufzeichnet.
Wenn also das Farbbildsignalgemisch aus einem Luminanzsignal
mit einer Bandbreite zwischen 0 und 3 MHz und einem Farbartsignal
in einem Frequenzband mit einer Mittenfrequenz von 3,58 MHz bei
einer Schwankung von 0,5 MHz besteht, wird das Luminanzsignal
mit einer Trägerwellenfrequenz von 3,4 MHz bei einer Schwankung
von 1 MHz entsprechend dem Bildsignal mit einem maximalen Weiß
wert von 140 IRE frequenzmoduliert, und das Farbsignal wird in
ein niederfrequentes Signal dergestalt umgewandelt, daß seine
Amplitude im Frequenzband von 629 KHz±0,5 MHz moduliert ist,
wie dies in Fig. 2B dargestellt ist. In diesem Fall beeinflus
sen sich die beiden Signale gegenseitig, weil das frequenzmodu
lierte Luminanzsignal und das niederfrequent umgewandelte
Farbartsignal einander in der in Fig. 2B gezeigten Weise in der
Nähe von 1 MHz überlappen. Die obige Kopplung zwischen Luminanz
signal und Farbartsignal verursacht auf einem Bildschirm bei
der Wiedergabe eine Schwebung von Luminanz- und Farbartsignal,
das sogenannte Moire-Phänomen. Um dieses Phänomen zu unter
drücken, werden bei der bekannten Bildsignalaufzeichnungs
schaltung die das Farbartsignal beeinflussenden nieder
frequenten Komponenten des Luminanzsignals im Bereich von 1 MHz
von dem Hochpaßfilter (30) und die das Luminanzsignal beein
flussenden hochfrequenten Komponenten des Farbartsignals im
Bereich von 1 MHz durch den zweiten Tiefpaßfilter (25) beseitigt.
Wenn jedoch in der Schaltung in Fig. 1 die Grenzfrequenz des
Hochpaßfilters (30) zu höheren Frequenzen verschoben ist, so
werden die Konturen auf einem Bildschirm zerstört und die
horizontale Auflösung verschlechtert, während andererseits,
wenn die Grenzfrequenz zu einer niederen Frequenz verschoben
ist, das obige Kopplungsphänomen auftritt. Außerdem wird im
Fall, daß ein Schwarz/Weiß-Bildsignal, welches nur ein Luminanz
signal im Frequenzband von 0 bis 3 MHz enthält, dem in Fig. 2A
gezeigten Eingang (IP) zugeführt wird, dieses Schwarz/Weiß-Bild
signal als Luminanzsignal eines Farbbildsignals frequenz
moduliert und daraufhin gefiltert, so daß das Bild nicht mehr
mit einer feinen Konturenauflösung wiedergegeben werden kann.
Im Ergebnis wird bei der bekannten Bildsignalaufzeichnungs
schaltung die Farbbalance bei der Aufzeichnung des Farbbildsig
nals nicht exakt erhalten, und es werden hochfrequente Kompo
nenten des Luminanzsignals entfernt, so daß bei Aufzeichnung
eines Schwarz/Weiß-Signals das Bild nicht mit feinen Konturen
wiedergegeben werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Schaltung zur
Bildsignalaufzeichnung hoher Qualität, in der die Farbbalance
bei der Aufzeichnung des Farbbildsignals genau gesetzt wird und
mit der bei Aufzeichnung eines Schwarz/Weiß-Signals eine hohe
Konturenauflösung erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Schaltung gemäß den Merkmalen des
Anspruches 1 gelöst.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen unter Berücksichtigung der nachfolgenden
Beschreibung einer in den Zeichnungen dargestellten, bevorzug
ten Ausführungsform der Erfindung. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm der bekannten Schaltung zur Bild
signalaufzeichnung;
Fig. 2A und 2B graphische Darstellungen der Eingangs- und Ausgangs
signale der Schaltung nach Fig. 1,
Fig. 3 ein Schaltkreisdiagramm einer bevorzugten Ausfüh
rungsform der Erfindung und
Fig. 4A und 4B Kennlinien der Ausgangscharakteristik einer Steuer
einheit der Schaltung nach Fig. 3 für den Frequenz
verlauf.
Die Fig. 3 zeigt als Schaltkreisdiagramm eine bevorzugte Aus
führungsform gemäß der vorliegenden Erfindung in Form einer
Bildsignalaufzeichnungsschaltung zur Aufzeichnung von Bild
signalen eines NTSC-Übertragungssystems auf ein Aufnahmemedium.
Eine frequenzmodulierende Einheit (100), in der funktionsgleiche
Teile mit den entsprechend gleichen Bezugszeichen wie bei der
Schaltung der Fig. 1 bezeichnet sind, enthält eine AGC-Schal
tung (10), einen ersten Tiefpaßfilter (11), eine Klemmschaltung
(12), einen Detailverstärker (13), eine Teilbereichsanhebungs
schaltung (14), eine Hauptanhebungsschaltung (15), eine
Schwarz/Weiß-Begrenzerschaltung (16) und einen ersten Modulator
(17).
Eine niederfrequent umwandelnde Einheit (110), deren funktionell
gleiche Teile ebenfalls wieder mit den die entsprechenden Teile
der Schaltung in Fig. 1 markierenden Bezugszeichen versehen
sind, enthält eine ACC-Schaltung (20), einen Bandpaßfilter
(21), einen zweiten Modulator (22), eine Farberkennungs
schaltung (23), eine ACK-Schaltung (24) und einen zweiten Tief
paßfilter (25).
Ferner enthält eine Steuerung (120) für den Frequenzverlauf
einen ersten Hochpaßfilter (30) und einen zweiten Hochpaßfilter
(31), welche parallel zwischen einen Mischer (40) und die fre
quenzmodulierende Einheit (100) geschaltet sind, sowie einen
steuernden Schalter (SW) zur wahlweisen Zuführung des Ausgangs
signals der frequenzmodulierenden Einheit (100) entweder zum
ersten (30) oder zum zweiten Hochpaßfilter (31) in Abhängigkeit
vom Ausgangssignal der Farberkennungsschaltung (23), wobei der
steuernde Schalter (SW) zwischen die frequenzmodulierende
Einheit (100) einerseits und den ersten (30) und zweiten
Hochpaßfilter (31) andererseits geschaltet ist.
Ein Aufzeichnungskopf (HD) ist über einen Aufzeichnungsverstär
ker (50) mit dem Ausgangs des Mischers (40) verbunden.
Die Fig. 4A und 4B zeigen Ausgangskennlinien des Frequenzver
laufs der Frequenzverlaufssteuerung (120) der in Fig. 3 gezeig
ten Schaltung, insbesondere zeigt Fig. 4A die Kennlinie des
ersten Hochpaßfilters (30) und die Fig. 4B diejenige des zwei
ten Hochpaßfilters (31).
Die Funktionsweise der in Fig. 3 gezeigten Schaltung wird nach
folgend im Detail unter Bezugnahme auf die Fig. 4A und 4B be
schrieben.
In der frequenzmodulierenden Einheit (100) werden nur die
Luminanzsignale von den über eine Eingangsklemme (IP) eingehenden
Bildsignalen absepariert, frequenzmoduliert und dem steuernden
Schalter (SW) zugeführt. In der niederfrequent umwandelnden
Einheit (110) werden die Farbartsignale von den am Eingang (IP)
ankommenden Bildsignalen absepariert, niederfrequent amplituden
moduliert und einem Mischer (40) zugeführt.
Die Farberkennungsschaltung (23) der niederfrequent
umwandelnden Einheit (110) fragt den Ausgang der ACC-Schaltung
(20) nach der Existenz eines Farbartsignals ab und führt dann
ein Farberkennungssignal als logisches Signal dem steuernden
Schalter (SW) zu. Die genaue Funktionsweise der niederfrequent
umwandelnden Einheit (110) und der frequenzmodulierenden
Einheit (100) sind ähnlich zu der zu Fig. 1 beschriebenen,
worauf an dieser Stelle verwiesen wird.
Die Steuerung (120) für den Frequenzverlauf steuert eine untere
Grenzfrequenz eines modulierten Luminanzsignals, welches das
Ausgangssignal der frequenzmodulierenden Einheit (100) bildet,
in Abhängigkeit vom logischen Zustand eines von der Farberken
nungschaltung (23) der niederfrequent umwandelnden Einheit
(100) zugeführten Farberkennungssignals und überträgt das so
gesteuerte Signal zum Mischer (40). Genauer gesagt, überträgt
der steuernde Schalter (SW) das Ausgangssignal der frequenz
modulierenden Einheit (100) zum ersten Hochpaßfilter (30),
sobald das von der Farberkennungsschaltung (23) zugeführte
Farberkennungssignal einen logischen Zustand aufweist, der
anzeigt, daß dem Eingang (IP) ein Farbbildsignal zugeführt
wird, während im anderen Fall, d. h. sobald der logische Zustand
des von der Farberkennungsschaltung (23) zugeführten Farber
kennungssignals anzeigt, daß dem Eingang (IP) ein
Schwarz/Weiß-Bildsignal zugeführt wird, der steuernde Schalter
(SW) das Ausgangssignal der frequenzmodulierenden Einheit (100)
auf den zweiten Hochpaßfilter (31) überträgt. Der erste Hoch
paßfilter (30) filtert das über den steuernden Schalter (SW)
zugeführte modulierte Luminanzsignal und überträgt dann
lediglich ein frequenzmoduliertes Luminanzsignal oberhalb einer
Grenzfrequenz von 1,5 MHz zum Mischer (40), um so Über
schneidungen mit einem niederfrequent umgewandelten Signal, wie
in Fig. 4A gezeigt, zu verhindern. Falls das Bildsignal kein
Farbartsignal enthält, wird das frequenzmodulierte
Luminanzsignal über den steuernden Schalter (SW) dem zweiten
Hochpaßfilter (31) zugeführt, welcher lediglich ein frequenz
moduliertes Luminanzsignal oberhalb einer Grenzfrequenz von
1 MHz zum Mischer (40) überträgt, um dadurch das Frequenzband
des frequenzmodulierten Luminanzsignals in der Nähe von 1 MHz,
welches ein Frequenzbereich eines niederfrequent umzuwandelnden
Farbartsignals ist, auszudehnen. Daraus resultiert ein Ausgangs
signal des zweiten Hochpaßfilters (31) mit einer Frequenz
charakteristik oberhalb einer Grenzfrequenz von 1 MHz, wie in
Fig. 4B gezeigt ist. Der Mischer (40) verknüpft das Ausgangs
signal der Frequenzverlaufssteuerung (120) und das Ausgangs
signal der niederfrequent umwandelnden Einheit (110) und re
gistriert dieses gemischte Signal über den Aufzeichnungs
verstärker (50) und den Aufzeichnungskopf (HD) auf dem Aufnah
memedium.
Als Ergebnis beseitigt die Frequenzverlaufssteuerung (120) von
den Ausgangssignalen der frequenzmodulierenden Einheit (100)
die Frequenzkomponenten unterhalb von 1,5 MHz, sobald ein
Farbbildsignal am Eingang (IP) anliegt, so daß eine gegenseitige
Interferenz zwischen dem frequenzmodulierten Luminanzsignal und
dem niederfrequent umgewandelten Farbartsignal verhindert ist,
um dadurch Schwebungserscheinungen im Bild zu beseitigen. Wenn
andererseits ein Schwarz/Weiß-Bildsignal am Eingang (IP) einge
geben wird, erweitert die Frequenzverlaufssteuerung (120) das
Ausgangssignal der frequenzmodulierenden Einheit (100) in das
Frequenzband eines niederfrequent umgewandelten Farbartsignals
hinein, so daß feine Bildkonturen wiedergegeben werden können.
Wie oben beschrieben, wird erfindungsgemäß die untere Grenz
frequenz des Luminanzsignals durch das Vorhandensein eines
Farbbildsignals gesteuert, so daß die Interferenz zwischen dem
niederfrequent umgewandelten Farbartsignal und dem frequenzmo
dulierten Luminanzsignal verhindert wird, um die Farbbalance
für ein Farbbildsignal beizubehalten, und so daß das Frequenz
band des frequenzmodulierten Luminanzsignals in das Frequenz
band des niederfrequent umzuwandelnden Farbartsignals hinein
ausgedehnt wird, um ein Schwarz/Weiß-Bildsignal mit hoher
Konturenauflösung wiederzugeben.
Claims (5)
1. Schaltung zur Bildsignalaufzeichnung, mit
einer frequenzmodulierenden Einheit (100) zur Abtrennung eines Luminanzsignals von einem Bildsignal und zur Modulierung der Frequenz des abgetrennten Luminanzsignals,
einer niederfrequent umwandelnden Einheit (110), welche Mittel zur Farberkennung (23), zur Abtrennung (20) eines Farbart signals vom Bildsignal und zur Amplitudenmodulation (22) des Farbartsignals in einem Niederfrequenzband bei Erkennen eines Farbartsignals durch die Mittel zur Farberkennung enthält,
einen Mischer (40) zum Verknüpfen der Ausgangssignale der fre quenzmodulierenden Einheit (100) und der niederfrequent umwand elnden Einheit (100),
ein Aufzeichnungsgerät (50, HD) zur Aufzeichnung des Ausgangs signals des Mischers (40) auf einem Aufzeichnungsmedium, gekennzeichnet durch eine Frequenzverlaufssteuerung (120) zur Steuerung des Frequenzbandes des Ausgangssignals der frequenz modulierenden Einheit (100) in Abhängigkeit davon, ob das Bild signal ein Schwarz/Weiß- oder ein Farbbildsignal ist, wobei die Frequenzverlaufssteuerung (120) zwischen den Mischer (40) und die frequenzmodulierende Einheit (100) eingeschleift ist, und so eine exakte Farbbalance für das Farbbildsignal und eine hohe Konturenauflösung für das Schwarz/Weiß-Bildsignal bewirkt wird.
einer frequenzmodulierenden Einheit (100) zur Abtrennung eines Luminanzsignals von einem Bildsignal und zur Modulierung der Frequenz des abgetrennten Luminanzsignals,
einer niederfrequent umwandelnden Einheit (110), welche Mittel zur Farberkennung (23), zur Abtrennung (20) eines Farbart signals vom Bildsignal und zur Amplitudenmodulation (22) des Farbartsignals in einem Niederfrequenzband bei Erkennen eines Farbartsignals durch die Mittel zur Farberkennung enthält,
einen Mischer (40) zum Verknüpfen der Ausgangssignale der fre quenzmodulierenden Einheit (100) und der niederfrequent umwand elnden Einheit (100),
ein Aufzeichnungsgerät (50, HD) zur Aufzeichnung des Ausgangs signals des Mischers (40) auf einem Aufzeichnungsmedium, gekennzeichnet durch eine Frequenzverlaufssteuerung (120) zur Steuerung des Frequenzbandes des Ausgangssignals der frequenz modulierenden Einheit (100) in Abhängigkeit davon, ob das Bild signal ein Schwarz/Weiß- oder ein Farbbildsignal ist, wobei die Frequenzverlaufssteuerung (120) zwischen den Mischer (40) und die frequenzmodulierende Einheit (100) eingeschleift ist, und so eine exakte Farbbalance für das Farbbildsignal und eine hohe Konturenauflösung für das Schwarz/Weiß-Bildsignal bewirkt wird.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Frequenzverlaufssteuerung folgende Elemente enthält:
einen ersten Hochpaßfilter (30) und einen zweiten Hochpaßfilter (31), welche jeweils parallel zwischen den Mischer (40) und die frequenzmodulierende Einheit (100) eingeschleift sind und unterschiedliche untere Grenzfrequenzen aufweisen, sowie
Mittel (SW), welche zwischen dem ersten und zweiten Hochpaßfil ter (30, 31) einerseits und die frequenzmodulierende Einheit (100) andererseits eingeschleift sind, zur Auswahl entweder des ersten Hochpaßfilters (30) oder des zweiten Hochpaßfilters (31) in Abhängigkeit vom Farberkennungssignal.
einen ersten Hochpaßfilter (30) und einen zweiten Hochpaßfilter (31), welche jeweils parallel zwischen den Mischer (40) und die frequenzmodulierende Einheit (100) eingeschleift sind und unterschiedliche untere Grenzfrequenzen aufweisen, sowie
Mittel (SW), welche zwischen dem ersten und zweiten Hochpaßfil ter (30, 31) einerseits und die frequenzmodulierende Einheit (100) andererseits eingeschleift sind, zur Auswahl entweder des ersten Hochpaßfilters (30) oder des zweiten Hochpaßfilters (31) in Abhängigkeit vom Farberkennungssignal.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Mittel zur Auswahl des ersten oder zweiten Hoch
paßfilters einen steuernden Schalter (SW) beinhalten.
4. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der steuernde Schalter (SW) den ersten Hochpaßfilter (30) aus
wählt, wenn ein Farbbildsignal in die frequenzmodulierende
Einheit (100) und die niederfrequent umwandelnde Einheit (110)
eingegeben wird, und den zweiten Hochpaßfilter (31) auswählt,
wenn ein Schwarz/Weiß-Bildsignal in die frequenzmodulierende
Einheit (100) und die niederfrequent umwandelnde Einheit (110)
eingegeben wird.
5. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die untere Grenzfrequenz des ersten Hochpaß
filters (30) gleich groß oder größer ist als die obere Grenz
frequenz des niederfrequent umgewandelten Farbartsignals, wel
ches vom Ausgangssignal der niederfrequent umwandelnden Einheit
(110) gebildet ist, und daß die untere Grenzfrequenz des zwei
ten Hochpaßfilters (31) kleiner ist als die obere Grenzfrequenz
des niederfrequent umgewandelten Farbartsignals.
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