DE4200222A1 - Videorecorder - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Videorecorder nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Videorecorder ist bekannt durch die DE-OS 40 14 832. Bei einem VHS- Videorecorder erfolgt eine analoge Aufzeichnung eines mit dem Leuchtdichtesignal frequenzmodulierten Bildträgers, ei­ nes mit Farbdifferenzsignalen quadraturmodulierten Farbträ­ gers und von NF-Tonsignalen oder von mit NF-Tonsignalen fre­ quenzmodulierten Tonträgern. Eine Aufzeichnung eines digita­ len Bildsignals ist bei einem derartigen Recorder nicht vor­ gesehen und auch nicht ohne weiteres möglich. Es ist zwar be­ kannt, digitale Bildsignale aufzuzeichnen. Hierfür sind aber teure kommerzielle Geräte erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen handelsübli­ chen VHS-Recorder so auszubilden, daß neben der herkömmli­ chen analogen VHS-Aufzeichnung zusätzlich die kompatible Auf­ zeichnung eines digitalen Bildsignals möglich ist. Diese Auf­ gabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung ge­ löst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei bisherigen Vorschlägen gemäß dem Stand der Technik wurde stets das eigentliche VHS-Signal mit dem durch das Bildsi­ gnal frequenzmodulierten Bildträger und dem mit Farbdiffe­ renzsignalen quadraturmodulierten Farbträger in der oberen Magnetschicht aufgezeichnet, während Zusatzsignale wie mit Tonsignalen frequenzmodulierte Tonträger, ein mit Farbdiffe­ renzsignalen quadraturmodulierter Farbträger oder ein mit digitalen Tonsignalen modulierter NICAM-Träger mit Magnetköp­ fen größerer Spaltbreite in der unteren Magnetschicht aufge­ zeichnet wurden. Die erfindungsgemäße Lösung wendet sich nun von dieser Richtung ab. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird das eigentliche VHS-Signal nicht in der oberen Magnet­ schicht, sondern anstelle der Zusatzsignale in der unteren Magnetschicht aufgezeichnet, während nunmehr das digitale Bildsignal in der oberen Magnetschicht aufgezeichnet wird. Die Zusatzsignale liegen also nicht mehr in der unteren Ma­ gnetschicht, sondern in der oberen Magnetschicht, während das eigentliche VHS-Signal in seinen Parametern unverändert in die untere Magnetschicht verbannt ist. Die Erfindung be­ ruht dabei auf folgender Erkenntnis: Die erzielbare Aufzeich­ nungsbandbreite in der unteren Magnetschicht ist zwar an sich geringer als die in der oberen Magnetschicht, durch ent­ sprechende Konstruktion und Steuerung der Köpfe aber ausrei­ chend, um in dieser Schicht das übliche VHS-Signal mit einer Gesamtbandbreite von etwa 6 MHz aufzuzeichnen. Die obere Ma­ gnetschicht mit dem Kopf geringerer Spaltbreite und der grö­ ßeren Bandbreite steht dann für die Aufzeichnung eines breit­ bandigen Digitalsignals zu Verfügung.

Es hat sich gezeigt, daß beim VHS-Signal trotz der Aufzeich­ nung in der unteren Magnetschicht keine merkbare Verringe­ rung der Qualität auftritt. Die Aufzeichnung ist insofern kompatibel, als ein erfindungsgemäß bespieltes Band mit ei­ nem VHS-Recoder zur Wiedergabe des VHS-Signals abgespielt werden kann, da ein üblicher VHS-Recorder die gesamte Tiefe der Magnetschicht abtastet. Dabei wird eine ausreichende Ent­ kopplung zwischen den Signalen in der oberen und unteren Ma­ gnetschicht durch die unterschiedlichen Azimutwinkel von z. B. ± 6° für das VHS-Signal in der unteren Magnetschicht und ± 30° für das digitale Bildsignal in der oberen Magnetschicht erreicht. Beide Signale liegen in einem Frequenzbereich, in dem die erforderliche Azimutdämpfung wirksam ist. Der erfin­ dungsgemäße Recorder bietet somit die Möglichkeit, auf einem Band zwei voneinander unabhängige Bildsignale aufzuzeichnen, z. B. denselben Film einmal analog und einmal digital. Ebenso können voneinander unabhängige Filme aufgezeichnet werden. Die zweifache Aufzeichnung eines Bildsignals bietet auch die Möglichkeit, in den beiden Magnetschichten Teilsignale oder Differenzsignale eines HDTV-Signals oder eines Stereo-Bildsi­ gnals aufzuzeichnen. Der Bandverbrauch wird beim erfindungs­ gemäßen Recorder nicht erhöht. Durch die Erfindung wird so­ mit ein Kombi-Recorder geschaffen, durch den eine kompatible Aufzeichnung eines üblichen VHS-Signals und zusätzlich eines digitalen Bildsignals ohne großen Mehraufwand möglich ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläu­ tert. Darin zeigen

Fig. 1, 2 die Frequenzspektren der Signale in den beiden Schichten,

Fig. 3 ein Blockschaltbild für die Aufnahme,

Fig. 4 ein Blockschaltbild für Wiedergabe und

Fig. 5, 6, 7 verschiedene Ausbildungen der beiden Spuren auf dem Magnetband.

Gemäß Fig. 1 wird zunächst das übliche VHS-Signal mit dem mit dem Leuchtdichtesignal frequenzmodulierten Bildträger BT mit dem schraffiert angedeuteten Frequenzhub von 3,8-4,8 MHz und dem in der Frequenz auf 627 kHz herabgesetzten Farb­ träger Fm mit Magnetköpfen K1 mit einer Spaltbreite von 0,4 µm und einem Azimutwinkel von ± 6° über die gesamte Magnet­ schicht so des Magnetbandes T aufgezeichnet. Diese Aufzeich­ nung entspricht somit der üblichen Aufzeichnung eines VHS- Recorders. Das VHS-Signal belegt somit eine Spur A.

Gemäß Fig. 2 erfolgt im Anschluß an die Aufzeichnung gemäß Fig. 1 die Aufzeichnung eines digitalen Bildsignals, das sich etwa von 2,3-12 MHz erstreckt. Das digitale Bildsi­ gnal ist komprimiert, hinsichtlich Redundanz und Information reduziert und entspricht einem Vorschlag der Arbeitsgruppe MPEG (motion picture expert group). Unterhalb dieses Si­ gnals, das eine Aufzeichnungsbandbreite von 9,7 MHz hat, wer­ den zwei mit Tonsignalen frequenzmodulierte Tonträger T1 mit 1,4 MHz und T2 mit 1,8 MHz aufgezeichnet. Dieses Signal wird mit Magnetköpfen K2 mit einer geringeren Spaltbreite von 0,2 µm in der oberen Magnetschicht S1 aufgezeichnet, wobei in dieser Magnetschicht die Aufzeichnung des VHS-Signals gemäß Fig. 1 wieder gelöscht wird. Die Spur A mit dem VHS-Signal nimmt somit nur noch die untere Magnetschicht S2 ein. Die Köpfe K2 liegen also in Laufrichtung des Bandes hinter den Köpfen K1. Die große Aufzeichnungsbandbreite der Spur B in der Magnetschicht S1 wird also für die Aufzeichnung des breitbandigen digitalen Bildsignals ausgenutzt.

Es ist auch möglich, das digitale Bildsignal nur in dem Fre­ quenzbereich C von 6-12 MHz aufzuzeichnen. Dann besteht keine Überlappung mehr zwischen den Frequenzbereichen des VHS-Signals gemäß Fig. 1 und dem Frequenzbereich des digita­ len Bildsignals gemäß Fig. 2. Ein Übersprechen zwischen den Signalen würde dann weitestgehend ausgeschaltet.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Aufnahmeschaltung für die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Signale. Das FBAS- PAL-Signal an der Klemme 1 wird in der Trennstufe 2 in das Leuchtdichtesignal Y und den modulierten Farbträger F aufge­ spalten. Y gelangt über die Sub-Preemphasis-Stufe 3, die Haupt-Preemphasis-Stufe 4 und den Amplitudenbegrenzer 5 auf den FM-Modulator 6, der über den Verstärker 7 den modulier­ ten Bildträger BT an die Addierstufe 8 liefert. Der Farbträ­ ger F mit der Frequenz f1 wird über den Bandpaß 9 mit einem Durchlaßbereich von 4,43 ± 0,6-0,8 MHz dem Umsetzer 10 zuge­ führt. In der Abtrennstufe 11 werden die Zeilensynchronimpul­ se von Y abgetrennt und in dem Umsetzer 12 auf die Frequenz f3 des Mischträgers M1 umgesetzt. Der Mischträger M1 gelangt über den Hochpaß 13 auf den anderen Eingang des Umsetzers 10. In dem Umsetzer 10 wird der Farbträger F auf den Farbträ­ ger Fm mit der Frequenz f2 umgesetzt, der über den Tiefpaß 14 auf den anderen Eingang der Addierstufe 8 gelangt. Die Addierstufe 8 liefert das Signal Fm + BT gemäß Fig. 1, das mit den Köpfen K1 auf dem Magnetband T aufgezeichnet wird.

Das FBAS-Signal an der Klemme 1 wird außerdem dem MPEG-Coder 15 zugeführt, der an seinem Ausgang das digitale Bildsignal mit 6 MBit und einer Bandbreite von 3 MHz erzeugt. Das Si­ gnal kann auch eine größere Bandbreite von z. B. 15 MBit bei einem HDTV-Signal aufweisen. Dieses Signal wird dem Kanalcoder 16 zugeführt, der eine für die Aufzeichnung vorteilhaf­ te Modulation bewirkt. Dadurch entsteht das Signal gemäß Fig. 2 mit einer Gesamtbandbreite von 9,7 MHz. Das derart kanalmodulierte Signal gemäß Fig. 2 gelangt auf die Addier­ stufe 17, in der die beiden mit Tonsignalen frequenzmodulier­ ten Tonträger T1, T2 addiert werden. Dieses kombinierte Si­ gnal mit dem Frequenzspektrum gemäß Fig. 2 gelangt über den Verstärker 18 auf die Köpfe K2 und wird damit auf dem Magnet­ band T aufgezeichnet.

Fig. 4 zeigt die entsprechende Wiedergabeschaltung für die Aufnahmeschaltung gemäß Fig. 3. Vom Ausgang des Umschalters 23, der spurweise zwischen den beiden Köpfen K1 umschaltet, gelangt der modulierte Bildträger BT über die Laufzeitstufe 24 und den Amplitudenbegrenzer 25 auf den FM-Demodulator 26, der das Leuchtdichtesignal Y liefert. Y gelangt über den Tiefpaß 27 mit einer Grenzfrequenz von etwa 5 MHz und die Deemphasis-Stufe 28 auf die Klemme 29. Der Farbträger Fm ge­ langt über den Tiefpaß 30 mit einer Grenzfrequenz von etwa 0,7 MHz auf den Umsetzer 31. Y gelangt außerdem auf die Trennstufe 32, die zeilenfrequente Impulse mit der Frequenz fH an den Umsetzer 33 liefert. Der Umsetzer 33 liefert den Mischträger M1 mit der Frequenz f3, der über den Tiefpaß 34 auf den anderen Eingang des Umsetzers 31 gelangt. Der Umset­ zer 31 liefert den Farbträger F mit der Frequenz f1, der über den Bandpaß 35 auf die Klemme 37 gelangt. In der Addier­ stufe 38 wird aus Y und F das FBAS-Signal gebildet, das an der Klemme 39 für die Bildwiedergabe zu Verfügung steht.

Mit den Köpfen K2 wird das Signal gemäß Fig. 2 abgetastet. Vom Ausgang des spurweise zwischen den Köpfen K2 umschalten­ den Umschalters 40 werden die beiden Tonträger T1, T2 mit dem Bandpaß 41 ausgewertet und dem FM-Demodulator 42 zuge­ führt. Die dadurch gewonnenen Tonsignale NF1 und NF2 stehen an den Klemmen 50, 51 zur Verfügung. Das digitale MPEG-Si­ gnal gemäß Fig. 2 wird mit dem Tiefpaß 45 frequenzselektiv ausgewertet und dem Kanaldecoder 48 zugeführt. Das digitale Ausgangssignal des Decoders 48 gelangt auf den MPEG-Decoder 43, der an der Klemme 49 wieder ein analoges FBAS-Signal lie­ fert.

In Fig. 5 erstreckt sich die Spur A für das VHS-Signal gemäß Fig. 1 über die gesamte Spurbreite, jedoch nur über die tie­ fer liegende Magnetschicht S2. Die Spur B für das Signal ge­ mäß Fig. 2 erstreckt sich ebenfalls über die gesamte Spur­ breite, jedoch nur über die obere Magnetschicht S1.

In Fig. 6 ist die Spur B durch die Köpfe K2 schmaler als die Spur A und erstreckt sich nur über die obere Magnetschicht S1.

In Fig. 7 erstreckt sich die Spur A über die gesamte Spur­ breite und die gesamte Magnetschicht So, während die Spur B sich ebenfall über die gesamte Magnetschicht So erstreckt, jedoch wie in Fig. 6 schmaler ist als die Spur A. Diese Lö­ sung hat folgenden Vorteil: Einerseits bleibt die Spur A so­ wohl in der unteren Magnetschicht S2 als auch in der oberen Magnetschicht S1 erhalten, was für den Störabstand vorteil­ haft ist. Das Signal gemäß Fig. 2 in der Spur B kann indes­ sen unabhängig von dem Signal in der Spur A aufgezeichnet, gelöscht und neu aufgezeichnet werden. Durch diese eingela­ gerte Position der Spur B in der Spur A ist es somit mög­ lich, das Signal in der Spur B beliebig oft zu ändern, ohne das Signal in der Spur A zu beeinflussen. Das ist z. B. zur Aufzeichnung eines neuen Bildsignals oder für Nachvertonun­ gen vorteilhaft.

Das analoge VHS-Bildsignal in der Spur A gemäß Fig. 1 und das digitale Bildsignal in der Spur B gemäß Fig. 2 können diesel­ be Aufzeichnung, also denselben Film darstellen. Sie können aber auch voneinander unabhängige Signale sein, verschiedene Aufzeichnungen darstellen oder auch die Teilsignale oder Dif­ ferenzsignale eines HDTV-Signals oder Stereobildsignals be­ inhalten. Das digitale Bildsignal ist vorzugsweise ein Digi­ talsignal, das komprimiert und in der Redundanz und in der Information reduziert ist. Durch eine derartige Vorbearbei­ tung des Signals läßt sich die erforderliche Aufzeichnungs­ bandbreite beträchtlich verringern, insbesondere auf einen Wert von 6 MBit entsprechend einer Bandbreite von 3 MHz oder 15 MBit bei einem HDTV-Signal entsprechend einer Bandbreite von 7,5 MHz. Die Aufzeichnung in der Spur B gemäß Fig. 7 über die gesamte Tiefe So der Magnetschicht läßt sich vor­ zugsweise durch einen entsprechend hohen Aufsprechstrom für die Köpfe K2 und eine entsprechende Sättigung der Magnetisierung erreichen. Das digitale Signal gemäß Fig. 2 in der Spur B in der oberen Magnetschicht S1 kann auch ein PCM-Tonsignal sein.

Das in der oberen Schicht S1 mit den Magnetköpfen K2 aufge­ zeichnete breitbandige Signal gemäß Fig. 2 kann auch ein HDTV-Signal darstellen. Dann hat das Signal gemäß Fig. 2 vor­ zugsweise die volle Bandbreite von 2,3-12 MHz und nicht die beschriebene verringerte Bandbreite C. Das mit K2 aufge­ zeichnete Signal gemäß Fig. 2 hat vorzugsweise die doppelte Bandbreite des in der Schicht S2 mit den Köpfen K1 aufge­ zeichneten Signals gemäß Fig. 1.

Claims (12)

1. Videorecorder mit einem ersten Kopf (K1) zur Aufzeich­ nung eines VHS-Signals über die ganze Tiefe (So) der Magnetschicht mit einem ersten Azimutwinkel (6°) und mit einem zweiten Kopf (K2) zur Aufzeichnung eines Digi­ talsignals über einen Teil (S1) der Tiefe der Magnet­ schicht mit einem zweiten Azimutwinkel (30°), dadurch gekennzeichnet, daß die Köpfe (K1, K2) räumlich so ange­ ordnet und so bemessen und angesteuert sind, daß zu­ nächst die Aufzeichnung des VHS-Signals mit dem ersten Kopf (K1) und danach die Aufzeichnung des Digitalsi­ gnals mit dem zweiten Kopf (K2) im oberen Teil (S1) der Magnetschicht erfolgt.

2. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Digitalsignal ein komprimiertes, in Redundanz und Information reduziertes digitales Bildsignal ist.

3. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreite (0,4 µm) des ersten Kopfes (K1) größer ist als die Spaltbreite (0,2 µm) des zweiten Kopfes (K2).

4. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem zweiten Kopf (K2) geschriebene Spur (B) schmaler ist als die von dem ersten Kopf (K1) geschrie­ bene Spur (A).

5. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsprechstrom für den zweiten Kopf (K2) so groß bemessen ist, daß er eine Aufzeichnung über die gesamte Tiefe (So) der Magnetschicht bewirkt.

6. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Frequenzbereiches des Digitalsignals mit Tonsignalen (NF1, NF2) frequenzmodulierte analoge Ton­ träger (T1, T2) aufgezeichnet werden.

7. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzbereich (C) des Digitalsignals in der obe­ ren Magnetschicht (S1) nach unten so begrenzt ist, daß er keine Überlappung mit dem Frequenzbereich des VHS-Si­ gnals in der unteren Magnetschicht (S2) aufweist.

8. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das VHS-Signal und das Digitalsignal Teilsignale oder Differenzsignale eines HDTV-Signals oder eines Stereo- Bildsignals beinhalten.

9. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Digitalsignal ein Audio-PCM-Signal beinhaltet.

10. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem zweiten Kopf (K2) aufgezeichnete Signal die doppelte Aufzeichnungsbandbreite des mit dem ersten Kopf (K1) aufgezeichneten Signals hat.

11. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem zweiten Kopf (K2) aufgezeichnete Signal ein HDTV-Fernsehsignal ist.

12. Recorder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem größeren Azimutwinkel (±30°) und der kleine­ ren Spaltbreite (0,2 µm) aufgezeichneten Signale unab­ hängig von den mit dem kleineren Azimutwinkel (±6°) und der größeren Spaltbreite (0,4 µm) aufgezeichneten Signa­ len löschbar und/oder überspielbar sind.