NO750455L - - Google Patents

Description

Apparat for avlesning av en skiveformet opptegningsbærer.

Oppfinnelsen angår et apparat for avlesning av en skiveformet opptegningsbærer på hvilken er opptegnet et videosignal i tangentialt forløpende spor i pptisk kodet form, hvilket signal omfatter en første signalkomponent som.består

av en første bærebølge som er frekvensmodulert med luminansinformasjonen.

En slik opptegningsbærer er beskrevet i norsk patentsøknad nr. 646/72,og omfatter et spiralformet spor eller - et antall konsentriske spor. Et slikt spor omfatter et inønfrter åv områder.som veksler med mellomliggende områder og video-informasjonen er representert ved lengden av områdene og de

.' mellomliggende områder. Disse områder og mellomliggende områder kan ha innbyrdes forskjellig refleksjonskdeffisient eller absorbsjonskoeffisient slik at en innfallende lynstråle re-

flekteres eller absorberes i større eller mindre grad. Alternativt kari fordypninger presses i eri plate.på stedet for områdene slik at det oppnås eri ujevn struktur.

Som allerede nevnt kan opptegningsbæreren.avleses ved hjelp av en lysstråle idet opptegningsbæreren roterer og lysstrålen avsøker sporet slik at informasjonen i dette spor avles.es . Den, maksimale . frekvens som'kan opptegaes på eri slik opptegningsbærer uten at avlesningstiden blir for kort er meget begrenset. Dette er en av årsakene til at.et•standard farve fjernsyns signal vanligvis, ikke. direkte kan opptegries på. en' slik type opptegningsbærere, men må utsettes for en spesiell signalkoding. Ved eti ofte anvendt kodesystem skilles luminansinformasjonen fra de andre signalkomponenter slik som farvesignalet og lyssignalet.og frekvensmoduleres på en første bærebølge hvis frekvens ligger.i den øvre del av opptegningsbærerens frekvensbånd. De andre signalkomponenter transponeres til et frekvensbånd som ligger under det nedre side.bånd av første orden svarende til den høyeste modulasjonsfrekvens for

den frekyensmodulerte første bærebølge,.,. Det har visfe seg at godt resultat kan oppnås ved denne type opptegningsbærere med forholdsvis smalt frekvensbånd under anvendelse av et slikt kodesystem. Når den skiveformede opptegningsbærer drives med konstant hastighet som vanligvis er tilfelle, viser det seg åt overføringsfrekvenskarakteristikken for•opptegningsbæreren endrer seg som funksjon av diameteren av opptegningsbæreren som avleses. Ved avtagende diameter og konstant hastighet, vil den maksSmale frekvens som kan opptegnes og avises, også avta slik at overførings frekvenskarakteristikken for opptegningsbæreren vil avta hurtig med avtagende diameter. Dette gir en mindre, tilfredsstillende signaloverføring særlig av luminanssignalet fordi den modulerte første bærebølge nettopp befinner seg i det frekvensbånd hvor disse enda?i:nger opptrer.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor å tilveie-bringe en meget enkel måte for å kompensere for denne endring

av overføringskarakteristikken for opptegningsbæreren som funksjon av avlesningsdiameteren.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en korreksjons innretning for automatisk korreksjon av variasjoner i fre-kvehskarakteristikken for opptegningsbæreren som stammer fra en endring av den radiale avlesningsposisjon på opptegningsbæreren, hvilken korreksjonsinnretning inneholder et korreksjonsfilter

som tilføres det detekterte videosignal og som har en frekvenskarakteristikk som er en funksjon av et styresignal som til-føres korreksjonsfilterets styreinngang, et ytterligere filter

skiller ut et' frekvensbånd som i. det minste omfatter frekvenssvinget for den første frekvensmodulerte bærebølge, en første detektorkrets for detektering av amplituden av den første signalkomponent, et integrerende filter, som tilføres utgangssignalet fra detektorkretsen og som har forholdsvis lang tidskonstant, en sammenligningskrets for sammenligning av utgangssignalet fra det integrerende filter med et referansesignal

og for levering av styresignalet til korreksjonsfilteret i samsvar med den-målte forskjell mellom de to inngangssignaler i sammenligningskretsen.

Med lang tidskonstant for det integrerende filter skal her forstås en midlere tidskonstant av en slik størrelse at bildeinnholdet i den modulerte første bærebølge ikke har

noen vesentlig innvirkning på utgangssignalet fra det integrerende filter, og derfor må tidskonsfeanten være støriee enn tidskonstanten for bildefrekvensen.

Ifølge oppfinnelsen anvendes således den første signalkomponent som er den modulerte første bærebølge som pilotsignal. Den første signalkomponent har konstant amplitude fordi informasjonen er frekvensmodulert. Imidlertid er pilotsignalet ikke som vanlig et signal med en fast frekvens, men den varierer med den største frekvensverdi av den modulerte første bærebølge. Da opptegningsbærerens overføringsfunksjon ikke er rett innenfor frekvensbåndet som opptas av den første signalkomponent, gir variasjonen av pilotsignalets frekvens grunnlag for variasjoner av amplituden av den detekterte første signalkomponent. Det har imidlertid vist seg at amplitudevariasjonene kan lett skilles fra variasjoner som skyldes endring av avlesningsdiameteren fordi de sistnevnte variasjoner er vesentlig langsommere enn de førstnevnte variasjoner. De

førstnevnte variasjoner bevirkes av luminan3variasjoner i det opptegnede fjernsynsbilde og har forholdsvis høy frekvens. Hastigheten av variasjonen som bevirkes ved endring av.avles- • ningsdiameteren er imidlertid bestemt av avlesningstiden.- Det

er klart at denne hastighet er meget mindre for en avlesnings-tid på f.eks'. 20 minutter. Ved hjelp av det intega%rende filter . er det derfor mulig å eliminere innvirkningen av de førstnevnte variasjoner på korreksjonsfilteret, idet minste i vesentlig grad.

Ved denne utførelse av korreksjonsinnretningen antas det at den absolutte verdi av overførings funksjonen ikke varierer, dvs. at lavfrekvensforsterkningenc^er konstant. Vanligvis anvendes automatisk forsterkningsregulering, slik at lavfrekvensforsterkningen i virkeligheten holdes konstant. Apparatet ifølge oppfinnelsen muliggjør imidlertid en styring som er uavhengig av eventuelle variasjoner i lavfrekvensforsterkningen.

Ved en foretrukket utførelse av apparatet ifølge oppfinnelsen utledes referansesfegnalet fra den andre signalkomponent i det opptegnede videosignal og har fast amplitude

og en forholdsvis lav frekvens i forhold til den første signalkomponent, og korreks jons innretningen inneholder et andre filter for å skille ut den andre signalkomponent fra det detekterte videosignal, og en andre detektorkrets for detektering av amplituden av den andre signalkomponent, hvilken målte amplitude tilføres sammenligningskretsen som referansesignal.

Da forholdet mellom amplitudene av de to pilotsig-nalér, nemlig den første og andre signalkomponent nå holdes konstant, vil variasjonen av overføringsfunksjonen mellom disse to pilotsignaler holdes like uavhengig av eventuelle variasjoner,

i lavfrekvensforsterkningen.

Som den andre signalkomponent er det mulig ganske enkelt å anvende et pilotsignal som inneholdet i videosignalet.

Et slikt pilotsignal foreligger vanligvis for andre formål slik

det skal forklares nærmere under henvisning til tegningen.

Som andre signalkomponent er det alternativt mulig

å anveride en frekvensmodulert andre bærebølge. Den variable frekvens 1 gir da ingen mulighet for amplitudevariasjoner fordi

i dette lavfrekvensområdet er overføringsfunksjonen for foreliggende opptegningsbærer rett i motsetning til en' magnetisk opptegningsbærer.

Den andre signalkomponent kan derfor lett inneholde informasjon i dette andre tilfellet f.eks.lydinformasjon eller bildeinformasjon.

Det første filter som ski Iler. ut den førs te signalkomponent fra videosignalet er fortrinnsvis forbundet med utgangen fra -korreks jons filteret , fordi på denne måte oppnås et lukket system.•

" ' Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under henvisning-til tegningen.

Fig. 1 viser et diagram for overføringsfunksjonene for .en skiveformet opptegningsbærer med et videosignal - som er opptegnet i optisk kodet form. Fig. 2 viser et frekvensspektrum for et opptegnet videosignal. Fig. 3 viser et blokkskjema for korreksjonsinnretningen ifølge oppfinnelsen.

Som det. fremgår av diagrammet på fig. 1 har opptegningsbæreren .en båndbredde som er større enn 8MHz (karakteristikk F^), men den absolutte verdi er naturligvis variabel sam- funksjon av opptegningen, fremstillingen av platen og av-lesningsmåten.

Det har vist seg at variasjonen i overførings-karakteristikken er avhengig av avlesningsdiameteren. Ved den ytre omkrets av platen som har størst diameter er overførihgs-kårakteristikken rettest og størst båndbredde, oppnås (karakteristikk Når platens omdreiningshastighet er konstant avtar båndbredden med avtagende diameter og overføringsfunk-sjon faller hurtigere i det høyere frekvensområde (karakteristikk F2).

Denne variasjon av overføringskarakteristikken for opptegningsbæreren har uheldig virkning på kaalit.eten av signal-overføringen. Dette blir tydeligere hvis man ser på spekteret for videosignalet som vanligvis er opptegnet på en slik opptegningsbærer og som er vist på fig. 2, idet opptegnångsraåten f.eks. er som beskrevet i norsk patentsøknad nr. 3<*>101/73.

Luminansinformasjonen for det opptegnede farve-fjernsynssignal er frekvensmodulert på'en første bærebølge. Det antas at denne modulerte første bærebølge har et frekvenssving som strekker seg fra f Z =5»2 . MHz svarende til m* a- ksimalt

.sort, til -f = 6,5 MHz, svarende til maksimalt hvitt. Det midlere grå nivå er representert ved bærebølgen f Jr. Frekvensbåndet E y som er nødvendig for denne luminansinformasjon

strekker seg over 2,5 MHz mot de lavere frekvenser, fordi for riktig overføring av luminanssignålet, må.også det nedre sidebånd av første orden av den modulerte bærebølge også sendes ut.

Farveinformasjonen i farvefjernsynssignalet

ligger i et frekvensbånd E under frekvensbåndet E som en mo-y

dulasjon av en bærebølge f c. Dette kan oppnås på kjent måte ved å blande farveéignaler i standard farvefjernsynssignalet med en egnet b lande frekvens. I foreliggende tilfelle er. frekvens 1,5 MHz for f og det anvendes en båndbredde på 1,2 MHz for Ec,

Under dette frekvensbåndet E er opptegnet to lydsignaler som frekvensmodulasjoner på to bærebølger, f ^ og fgj, som dekker, frekvensbåndene og E^. Disse to frkvens-. bånd kan inneholde stereolydsignaler i forbindelse med farve-f jernsynssignalet.' Videre er det. mellom de to frekvensbånd É g-. i- og É & 10 - opptegnet et piiotsigriål f P. Dette pilotsignal er ofte anvendt for tilbaketransponering av farvesignalet E c. til standardfarvebærebølgefrekvensen svarende til standard-farvesignalet, for å.eliminere fasefeil i farvesignalet som følge av hastighetsvariasjoner Ved opptegningsbæreren. Den riktige posisjon av dette pilotsignal f i forhold til de to lydsignaler er ikke av viktighet.

En sammenligning av fig. 2 og 1 viser at frekvens-, ' svinget f - fw for luminanssignålet ligger akkurat innenfor frekvensområdet i hvilket variasjonen av overføringskarak-teristikken for opptegningsbæreren som funksjon av diameteren gjør seg gjildende. Det har en meget uheldig virkning på sig-naloverføringen av luminanssignalet. Ved dette modulasjons-system for luminans inf ormas jonian i den modulerte første bære-bølge bevirkes vanligvis ved enkelt sidebånd demodulasjon. Det er imidlertid kjent at frekvenskarakteristikken for denne'

type frekvensmodulasjon ved overgang fra det nedre sidebånd av første orden til bærebølgen og eventuelt det øvre sidebånd av første orden , er av særlig viktighet og betinger strenge

forholdsregler med hensyn til riktig demodulering. -I denne henseende er det naturligvis særlig ugunstig hvis frekvens-, karakteristikken endres som funksjon av avlesningsdiameteren ved avlesning av en skiveformet opptegningsbærer.

Por å forbedre dette anvendes ifølge oppfinnelsen én korreksjonsinnretning som vist på fig. 3. Korreksjonsinnretningen omfatter et korreksjonsfilter 8 hvis inngangsklemme 1

tilføres videosignalet som er avlest fra opptegningsbæreren.

Korreksjonsfilteret 8 har en variabel frekvenskarakteristikk hvis variasjon er avhengig av et styresignål som tilføres styreinngangen 11. Utgangssignalet fra korreksjonsfilteret 8 levpres • på utgangsklemmen 9 og tilføres også et filter 7. Pilteret'/7 har en båndpasskarakteristikk som strekker seg f.eks. fra 5,2 til 6,5 MHz med det resultat at frekvenssvinget for den frekvens-. modulerte første bærebølge fra det avleste videosignal tas ut. Hvis ønskelig kan et bredere frekvensbånd tas ut og inneholder då foruten frekvenssvinget en/del av eller hele sidebåndene av første orden. Den uttatte frekvensmodulerte første bære-bølge tilføres en amplitudedetektor 6 hvis utgangssgjgnal til-føres et integrerende filter 5. Utgangssignalet fra det integrerende filter 5 tilføres den første inngang i^ i en sammen-lignings innretning *J som på den andre inngang i2tilføres et referansesignal fra en referansesignalkilde 10. Utgangssignalet fra sammenligningsinnretningen 4 tilføres styreinngangen 11 for korreksjonsfilteret 8 som styresignal.

Virkemåten -av innretningen kan ganske enkelt forklares under henvisning til fig. 1. Som tidligere nevnt ligger den modulerte første bærebølge innenfor frekvensområdet av overføringskarakteristikken og varierer som funksjon av avlesningsdiameteren. Por å illustrere dette, er bærebølgefrekvens-en f y og den minste og største frekvens f resp. f wvist

y55 W

med strekede linjer på fig. 1. Da den første bærebølge bare er frekvensmodulert og således har konstant amplitude, kan

amplituden av .denne modulerte første bærebølge ifølge, oppfinnelsen tjene som et målesignal for Øyeblikksvariasjonen av overføringskarakteristikken for opptegningsbæreren. Hvis over-føringskaråkteristikken for opptegningsbæreren endrer seg fra karakteristikken P1- F2, vil amplituden av den modulerte første bærebølge somr^er. et mål for amplituden av detektoren 6 avta.

Por å kunne utnytte dette som mål for amplitudestari-asjonene for styring av korreksjonsfilteret 8, er det imidlertid nødvendig med et integrerende filter 5. Den modulerte første" bærebølge har ingen fast frekvens men en frekvens som varierer mellom en minste verdi f og en største verdi fwHvis over-'føringskarakteristikken for opptegningsbæreren er rett innenfor dette frekvensområde har den ingen virkning i det hele tatt.

I virkeligheten har overføringskarakteristikken i dette frekvensområdet en fallende karakter som vist på fig. 1. Dette betyr.at variasjoner av amplituden av det modulerte første, bærebølge opptrer som funksjon av bildeinnholdet. Hvis lumi-nanssign&let varierer fra maksimalt sort, frekvensen f , til maksimalt hvitt, frekvensen f , vil amplituden av den modulerte første bærebølge avta.

For å gjøre virkningen åv disse amplitudevariasjoner i den modulerte første bærebølge minst mulig på korreksjonsfilteret, er det sørget for at det integrerende filter 5 har en lang tidskonstant. Amplitudevariasjonene som følge av variasjoner av bildeinnholdet har vanligvis en forholdsvis høy frekvens sammenlignet med amplitudevariasjnnene som.følge av variasjoner av avlesningsdiameteren. Den totale variasjon av amplituden som følge av variasjonene aur avlesningsdiameteren vil opp-tre i en tid svarende til avlesningstiden f.eks. 20 minutter. Hvis det integrerende filter f.eks. har. en tidskonstant på noen få sekunder, vil amplitudevariasjoner som følge av endring av avlesningsdiameteren slippe gjennom, mens amplitudevariasjoner som følge av frekvensvariasjoner av det modulerte første bære-bølge sperres i det minste hovedsakelig.

Følgelig vil en likespenning tilføres klemmen i^

i sammenligningsinnretningen 4 og denne spenning er et mål for variasjonen av overføringskarakteristikken i frekvensområdet før den modulerte første bærebølge som funksjon av avlesningsdiameteren. Ved sammenligning med referansespenningen som tilføres klemmen ig, oppnås et styresignal som kan tilføres styreinngangen 11 i korreksjons filteret 8 og som følge av korreksjonsfilteret kan det oppnås en automatisk korreksjon av hele "overføringsfunksjonen. Korreksjonsnettverk må da tilveie-bringe en økende"høyfrekvenskarakteristikk-ved avtagende avles-ningsdiameter for å kompensere for fallet i overføringskarak-teristikken for opptegningsbæreren.

Ved denne utførelse av innretningen ifølge opp^-finnelsen antas det at lavfrekvensdelen av overføringsfunk-sjonen ikke har variasjoner i størrelse, dvs. nivået av over-føringskarakteristikken som vist på fig. 1 varierer ikke. Vanligvis er automatisk forsterkningsregulering anordnet som sikrer 'jat denne antagelse er riktig.

Det er imidlertid også mulig å foreta korreksjon av frekvenskarakteristikken uavhengig av eventuelle variasjoner av det nevnte lavfrekvensnivå. I det tilfellet er det i stedet for

et fasfc referansesignal for sammenligningsinnretningen 4 anvendt et referansesignal som utledes fra det detekterte video-

signal. Por dette formål blir pilotsignalet f Zr utledet fra det detekterte videosignal f.eks. ved hjelp av et filter 2.

Ved hjelp av en amplitudedetektor 3 bestemmes amplituden av pilotsignalet f Sr og likespenningen som tilsvarer den målte amplitudeverdi anvenåes som referansesignal på inngangen i'2

i saramen%ningsinnretningen i stedet for signalet fra re-feransekilden 10. ReferansekiIden 10 kan da utelates.

Da pilotsignalet f har'en frekvens som ligger i

P

lavfrekvens de ler\.^ra v overføringskarakteristikken for opptegningsbæreren, vil variasjoner i lavfrekvensdelen automatisk være inneholdt i referansesignalet som nå anvendes på inngangen i'2i sammenligningsinnretningen. Forholdet'mellom amplituden av pilotsignalet f p og den modulerte første bærebølge er derfor slik at formen av overføringskarakteristikken opp-rettholdes til enhver tid.

I stedet for pilotsignalet f Per det også mulig å anvende et av lydsignalene Egleller E 2 for å oppnå referansesignalet. Dette skyldes at disse signaler også har konstant amplitude. Det er riktig at disse signaler i likhet med luminanssignalet har et visst frekvenssving, men som følge av at overføringskarakteristikken er rett innenfor vedkommende lav-frekvensområde, representerer dette ikke noe problem. Når farvesignalet E c er opptegnet som et frekvensmodulert signal, kan farvesignalet også anvendes som pilotsignal.

Claims (6)

1. Apparat for avlesning av en skiveformet opptegningsbærer på hvilken er opptegnet et videosignal i tangentialt forløpende spor i optisk kodet form, hvilket signal omfatter én første signalkomponent som består av en første bære-bølge som er frekvensmodulert med luminansinformasjonen, karakterisert ved en korreksjonsinnretning for automatisk korreksjon av variasjoner i frekvenskarakteristikken for opptegningsbæreren som stammer fra en endring av den radiale avlesningsposisjon på opptegningsbæreren, hvilken korreksjonsinnretning inneholder et korreksjonsfilter som til-føres det detekterte videosignal og som har en frekvens-' karakteristikk som er en funksjon av et styresignal som til-

føres korreksjorisfilterets styreinngang, et ytterligere filter skiller ut et frekvensbånd som i det minste omfatter frekvenssvinget for den første frekvensmodulerte bærebølge, en første detektorkrets for detektering av amplituden av den første signalkomponent, et integrerende filter som tilføres utgangs- signalet frå detektorkretsen og som har forholdsvis * lang tidskonstant, en sammenligningskrets for sammenligning av utgangssignalet fra det integrerende filter med et referansesignal og for levering av styresignalet til korreksjonsfilteret i samsvar med den målte forskjell mellom de to inngangssigaléfc i sammenligningskretsen.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at réferansesignalet utledes fra en andre signalkomponent i det opptegnede videosignal og har fast amplitude og en forholdsvis lav frekvens i forhold til den første signalkomponent, og at korreksjonsinnretningen inneholder et andre filter for å skille ut den andre signalkomponent fra det detekterte videosignal, og en andre detektorkrets for detektering av amplituden av den andre signalkomponent, hvilken målte amplitude tilføres sammenligningskretsen som referansesignal.

3. Apparat ifølge krav 2, karakterisert ved at den andre signalkomponent består av et pilotsignal som er inneholdt i videosignalet.

4. Apparat ifølge.krav 2, karakterisert ved at den andre signalkomponent består av en frekvensmodulert andre bærebølge som er inneholdt i videosignalet.

5. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at den modulerte andre bærebølge inneholder lydinforma-sjonen i videosignalet.

6. Apparat ifølge et av de foregående krav, k a r a k teris ert ved at det første filter er forbundet med utgangen fra korreksjonsfilteret.