DE2644009C2

DE2644009C2 - Vorrichtung zur magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe

Info

Publication number: DE2644009C2
Application number: DE2644009A
Authority: DE
Inventors: Yoshiteru Neyagawa Osaka Hosokawa; Minoru Hirakata Osaka Koda
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1975-10-17
Filing date: 1976-09-27
Publication date: 1983-10-06
Also published as: CA1065475A; FR2328343B1; DE2644009A1; FR2328343A1; US4306254A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe, bei der intermittierend nur jedes /Me Halbbild des Fernsehsignals mittels einer magnetischen Drehkopfanordnung in je einer Schrägspur auf ein Magnetband aufgezeichnet wird, das sich mit Mn der Bandnormgeschwindigkeit bewegt, mit einer Synchrondreheinrichtung, die die Magnetköpfe mit konstanter Phasenbeziehung zum Vertikalsynchronsignal des Videosignals dreht, und mit einer Toreinrichtung, die der magnetischen Drehkopf anordnung nur jedes n-te Halbbildsignal zuführt, und bei der die aufgezeichneten Halbbilder einzeln als stehende Bilder bei ruhendem Band wiedergegeben werden.

Bei der intermittierenden magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe von Videosignalen, die alle η Felder (n=ganze Zahl) ausgezogen werden, mit einem Magnetband, das mit Mn der Normalgeschwindigkeit läuft, können Schrägverzerrungen des wiedergegebenen Bildes auftreten, da die Abtastspur des Magnetkopfes auf dem Magnetband sich bei unterschiedlichen Bandgeschwindigkeiten verschiebt.

Wenn in nebeneinanderliegenden Spuren des Magnetbandes ungerade und gerade Halbbilder abwechselnd aufgezeichnet werden, tritt kein Problem des kontinuierlichen Verlaufs der Zeilensynchronsignale auf.

Bei der Aufzeichnung von nur den ungeraden oder geraden Halbbildern nacheinander, wird die Phase des Zeilensynchronsignals unterschiedlich. Die Verzerrung des mit der Normgeschwindigkeit wiedergegebenen Bildes läßt sich daher verhindern, wenn bei der intermittierenden Aufzeichnung des Videosignals das ungerade und das gerade Halbbild abwechselnd aufgezeichnet wird. Diese Aufzeichnung erfordert jedoch eine komplizierte Schaltung für einen Videorecorder mit einer Vielzahl von Bandgeschwindigkeiten.

Das heißt, das Teilungsverhältnis des Tors, das benutzt wird, um das Videosignal intermittierend aufzunehmen, und das Bildsynchronsignal des Videosignals oder das Drehphasensignal eines Drehkopfes teilt, sollte immer ungerade sein. Es ist daher erforderlich, eine Parallel-

<to verbindung der Teilerkreise zum Tor entsprechend der Anzahl der Bandgeschwindigkeiten vorzusehen. Wenn andererseits nur die geraden oder ungeraden Felder intermittierend aufgezeichnet werden, kann das Teilverhältnis gerade sein, und so kann man die Teilerschaltung auch bei mehreren Bandgeschwindigkeiten in Reihe schalten, wodurch die Schaltung sehr einfach wird. Wird ein Standbild durch Anhalten des Bandes und Abtasten einer einzelnen Spur erzeugt, bewirkt die Diskontinuität im Horizontalsynchronsignal eine Verzerrung des

'» wiedergegebener. Standbildes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß die beim wiederholten Abtasten derselben Spur zur Standbildwiedergabe jeweils an den

ϊ^Γ> Bildrändern entstehende Diskontinuität im Horizontalsynchronsignal beseitigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Geschwindigkeitssteuerung, die von der Toreinrichtung angetrieben die Synchrondreheinrichtung zur

M) Regelung der Geschwindigkeit der Drehköpfe derart steuert, daß die Winkelgeschwindigkeit der Drehköpfe im Aufzeichniingsbetrieb so verändert wird, daß bei Standbild-Wiedergabe die abgetastete Spur auf dem Magnetband ein ganzzeiliges Vielfaches von Horizontally Intervallen des Fernsehsignals enthält.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung schaltet einwand-

frei jede Diskontinuität im Horizontalsynchronsignal aus, die beim wiederholten Abtasten derselben Spur zur Standbildwiedergabe jeweils an den Bandrändern entsteht

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nunmehr im einzelnen anhand der Zeichnungen erläutert. In letzteren sind

F i g. 1 und 3 Darstellungen einer Videospur auf einem Magnetband zur Erläuterung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

F i g. 2 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und

Fig.4 ein Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, ist das Videosignal bei reduzierter Bandgeschwindigkeit in Spuren la und Xb des Magnetbandes aufgezeichnet Wird das Magnetband bei der üblichen Bandgeschwindigkeit (19,05 cm/sec nach der Norm der Electric Industrial Association of Japan (EIAJ)) abgespielt 'luft der Magnetkopf 3 auf der Abtastspur 2, wobei bei der Abtastbewegung des Magnetkopfes 3 zwei nebeneinander liegende Spuren gleichzeitig wiedergegeben werden. Wenn in diesem Fall keine Kontinuität zwischen den von der Spur la und dann von der Spur Xb angenommenen Horizontalsynchronsignalen besteht, wird das Bild verzerrt Für das Norm-Videoaufzeichnungsgerät der EIAJ ist die Anzahl der Horizontalsynchronsignale, die in einer Länge / zwischen dem Schnittpunkt A der Spur Xb und einer Linie zwischen dem Anfangspunkt der Spur la, die rechtwinklig zur nebenliegenden Spur IZj verläuft und dem Anfangspunkt der Spur Xb, wie in Fig. 1 gezeigt, zu 4,5 H vorgeschrieben, wobei H der Abstand zwischen zwei Horizontalsynchronsignalen auf der Magnetspur ist, so daß die Horizontalsynchronimpulse zwischen nebeneinanderliegenden Spuren kontinuierlich verlaufen. Weiterhin ist das Vertikalsynchronsignal so angeordnet, daß es sich auf dem Band in einer konstanten Lage befindet.

Im Fall, daß die in der Länge /aufgezeichnete Anzahl von Horizontalsynchronsignalen einen Bruchteil von 0,5 H aufweist, verschwindet, wie bereits dargelegt, durch abwechselnde Aufzeichnung des ungeraden und geraden Halbbildes dieser Bruchteil infolge der Phasendifferenz der Horizontalsynchronsignale in nebeneinanderliegenden Spuren. Betrachtet man die Phasenbeziehung zwischen den Vertikal- und Horizontalsynchronsignalen beim geraden und beim ungeraden Halbbild, ist die Phase des Vertikalsynchronsignals im geraden Halbbild um 0,5 H von der des ungeraden Halbbildes unterschiedlich. Deshalb wird beim intermittierenden Aufzeichnen nur des geraden oder nur des ungeraden Halbbildes auf dem Band das Vertikalsynchronsignal, das gewöhnlich in einer konstanten Lage auf dem Band aufgezeichnet wird, unter einem Wechsel der Phase um 0,5 Hunter den Spuren aufgezeichnet, so daß die Phasendifferenz der Horizontalsynchronsignale in den nebeneinanderliegenden Spuren verschwindet.

Anhand des Blockdiagramms der Fig. 2 wird diese Arbeitsweise einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung nun beschrieben. Gemäß F i g. 2 läuft ein Magnetband 4 um den halben Umfang einer Trommel 7 und wird mit vorgeschriebener Geschwindigkeit durch eine nicht gezeigte Antriebswelle und eine nicht gezeigte Andruckrolle bewegt. In der Trommel sind in einem Abstand von genau 180° zwei Magnetköpfe 8,8' angeordnet.

Ein an den EingangsanschluG 9 gelegtes Videosignal wird von einem Verstarker 10 verstärkt und auf einen Frequenzmodulator 11 gegeben. Das Ausgangssignal des Frequenzmodulators 11 wird etwas langer als ein Halbbild an einer Schaltstufe 12 abgenommen und auf einen Aufzeichnungsverstärker 13 gegeben. Das vom Verstärker 13 verstärkte Signal wird dann mittels der Magnetköpfe 8, 8' in der Trommel 7 auf das Magnetband 4 aufgespielt

Das Videosignal am Eingangsanschluß 9 geht auch auf eine Abtrennschaltung 14, in der das Vertikalsynchronsignal vom Videosignal abgetrennt wird. Das abgetrennte Vertikalsynchronsignal wird durch eine Teilerschaltung 15 zu Impulsen der Bildfrequenz gewandelt und auf eine Verzögerungsschaltung 16 gegeben. Andererseits erzeugt ein Drehphasendetektor 18 bei jeder einzelnen Drehung der Drehköpfe 8, 8' einen Impuls, der auf eine Impulsformerschaltung 19 geht. Das geformte Signal aus der Schaltung 19 geht auf einen Phasenkomparator 17 und wird in seiner Phase mit der der Impulse aus der Verzögerungsschaltung 16 verglichen.

Die Drehköpfe 8, 8' werden durch einen Motor 20 gedreht der sich im unteren Teil der Trommel 7 befindet. Ein Drehgeschwindigkeitsdetektor 21, der unter dem Motor sitzt, erzeugt ein Signal mit einer Frequenz entsprechend der Drehgeschwindigkeit des Motors. Dieses Signal wird von einem Verstärker 22 verstärkt und auf eine Geschwindigkeitsdetektorschaltung 23 gegeben, die die der Drehgeschwindigkeit des Motors 20 entsprechende Frequenz zu einer Spannung wandelt. Die Ausgangsspannung der Geschwindigkeitsdetektorschaltung 23 geht auf einen Addierer 24. Weiterhin wird auch die Spannung aus dem Phasenkomparator 17, d. h. die Phasendifferenzspannung zwischen den Impulsen aus der Impulsformerschaltung 19 und der Verzögerungsschaltung 16 auf den Addierer 24 gegeben, aber über eine Phasenkompensationsschaltung 25. Das Ausgangssignal des Addierers 24 geht auf einen Motortreiber 24, der den Motor 20 speist. Folglich werden die Drehköpfe 8,8' in konstanter Phasenzuordnung zu den Vertikaisynchronimpulsen des an den Eingangsanschluß 9 gelegten Videosignals gedreht.

Das Ausgangssignal der Impulsformerschaltung 19 geht auch auf einen ersten Teiler 27, dessen Ausgangssignal auf einen zweiten Teiler 28 geht, das Ausgangssignal des Teilers 28 wiederum auf einen dritten Teiler 29. Jedes dieser Ausgangssignale der Teiler 27, 28 und 29 geht auch auf eine Wählschaltung 30, die das Ausgangssignal nur eines dieser Teiler 27, 28 und 29

■>(> auswählt. Das Ausgangssignal der Wählschaltung geht auf einen Schaltimpulsgenerator 31 aus beispielsweise einer monostabilen Kippstufe, dessen Ausgangsimpuls die Öffnungszeit der Schaltstufe 12 bestimmt.

Wie bereits beschrieben, wird nur das gerade oder das

5^r> ungerade Halbbild intermittierend aufgezeichnet. Wenn man drei Bandgeschwindigkeiten verwendet, d.h. 1/18, 1/36 und 1/72 der Normgeschwindigkeit (19,05 cm/sec) wird, da der Impuls des imDulsformers 19 die gleiche Frequenz hat wie ein Vollbild, das Teilerverhältnis des Teilers auf 1/9 und das der Teiler 28, 29 auf 1/2 gestellt. Läuft das Magnetband 4 mit 1/18 der Normgeschwindigkeit, wird der Schaltimpulsgenerator 31 von dem Ausgangsimpuls des Teilers 27 getriggert und erzeugt alle .leun Vollbilder einen Schaltimpuls, der so eingestellt wird, daß er geringfügig länger ist als ein Halbbild. Dieser Impuls öffnet die Schaltstufe 12. Den Köpfen 8,8' wird also alle 18 Halbbilder ein Videosignal mit einer Länge von etwa einem Halbbild zugeführt und

auf dem Band 4 eine magnetische Spur ausgebildet. In diesem Fall wird infolge des Verfahrens, für eine gerade Halbbildanzahl jeweils ein Halbbild aufzuzeichnen, jeweils einer der Köpfe 8,8' verwendet.

Der Schaltimpulsgenerator 31 ist an einen 1 : 2-Teiler 32 mit beispielsweise einer bistabilen Kippstufe angeschlossen, die ihren Zustand infolge der Information am Ende des Schaltimpulses aus dem Schaltimpulsgenerator 31 ändert. Jedesmal wenn das Ausgangssignal des Teilers 32 einen hohen oder niedrigen Pegel H bzw. L aufweist, wird abwechselnd auch die Verzögerungsdauer der angeschlossenen Verzögerungsschaltung 16 geändert. Zu dieser Zeit beträgt die abwechselnd vom Teiler 32 zwischen den Spuren umgeschaltete Verzögerungszeit 0,5 Wund wird unmittelbar nach Ausbildung einer Spur durch die Köpfe 8, 8' geändert. Folglich entsteht bei der Spuraufzeichnung durch den Kopf 8 eine Phasendifferenz von 0,5 //zwischen denKöpfen 8 und dem Vertikalsynchronsignal des Videosignals am Eingangsanschluß 9. Der Ort, in dem der Kopf 8 auf dem Band 4 das Vertikalsynchronsignal aufzeichnet, verschiebt sich also von Spur zu Spur abwechselnd um eine 0,5 /-/entsprechende Länge.

Während weiterhin das Videosignal intermittierend aufgezeichnet wird, liegt zwischen dem Ende der Ausbildung einer Spur und der nächsten Spur durch den Kopf eine Zeitspanne. Der Gewinn der Geschwindigkeitsdetektorschaltung 23, des Phasenkomparator 17, des Motortreibers 26 usw. werden so eingestellt, daß die Einstellung der Drehphase des Motors 20 auf den Sollwert innerhalb dieses zeitlichen Zwischenintervalls erfolgt. Die Verzögerungszeit der Verzögerungsschaltung 16 wird mit einer monostabilen Kippstufe und einer Änderung deren Ladezeitkonstante geändert, die die Verzögerung über den Teiler 32 bestimmt. Die Verzögerung der Verzögerungsschaltung wird dazu verwendet, die Drehphase des Kopfes 8 einzustellen. Die Änderung der Verzögerungszeit wird vom Phasenkomparator 17 erfaßt und der Motor 20 über die Phasenkompensationsschaltung 25 mit der Spannung gesteuert. Die Phasenkompensationsschaltung 25 weist im aiigemeinen ein integrierendes Filter auf, so daß dort eine Zeitverzögerung entsteht. Diese Zeitverzögerung verschwindet, wenn man das Ausgangssigna! des 1 : 2-Teilers 32 auf den Motortreiber 26 gibt. Wenn die wie oben beschrieben ausgebildete Magnetspur mit Bandnormgeschwindigkeit wiedergegeben wird, kann die Schrägverzerrung des erzeugten Bildes verhindert werden. Weiterhin ist von Vorteil, daß, da die Lage des aufgezeichneten Vertikalsynchronsignals in den verschiedenen Spuren sich abwechselnd um 0,5 H ändert, diesen Bruchteil der Phasendifferenz und damit auch die Schrägverzerrung des bei Bandnormgeschwindigkeit abgespielten Bildes zum Verschwinden bringen. Obgleich weiterhin oben der Fall erläutert wurde, daß die Köpfe 8, 8' zwei Spuren abtasten, lassen sich die gleichen Ergebnisse sich auch bei Abtastung mehr als einer Spur durch den Kopf erreichen. Die Arbeitsweise bei der Wiedergabe des so aufgezeichneten Videosignals entspricht dabei einem gewöhnlichen Videcb?ndgerät.

Es soll nun auf die Wiedergabe von Standbildern bei stehendem Magnetband eingegangen werden. Die Fig.3 zeigt ein weiteres Bild einer magnetischen Spur. Der Winkel Θ der Spuren 4, 4', 4" die vom

Magnetkopf 3 intermittierend mit geringer Bandgeschwindigkeit als der Normgeschwindigkeit aufgezeichnet wurden, ist fast gleich dem Winkel Θο der Abtastspur 5 des Kopfes 3 bei stehendem Band. In der F i g. 3 sind diese Spuren mit Linien dargestellt, obgleich sie eine gewisse Breite aufweisen. Wenn jedoch das Band stillsteht und ein Standbild wiedergegeben wird, ist der Spurwinkel Θ geringfügig unterschiedlich gegenüber dem Abtastwinkel und daher wird die mit /'bezeichnete Videospur vom Kopf 3 nicht abgetastet und nicht wiedergegeben. Anderseits sind, wenn mit der normalen Bildzeilenzahl von 525 Zeilen gearbeitet wird, wie in den V. St. A. und in Japan, in der Videospur 4 insgesamt 262,5 H Horizontalsynchronsignale aufgezeichnet. Wenn also die Anzahl der Horizontalsynchronsignale im Teil /' den Bruchteil 0,5 H enthält, wird das Zeitintervall des Horizontalsynchronsignals, das der Kopf 3 wiederholt als Abtastspur 5 wiedergibt, durchweg gleich, und es entsteht im wiedergegebenen Standbild keine Schrägverzerrung. Der Fall, daß die Anzahl der Horizontalsynchronsignale im Teil /' den Wert 0.5 H aufweist, wie oben beschrieben, existiert jedoch beim Abtastwinkel Θο nur für einen bestimmten Spurwinkel.

Die Länge L der Videospur 4 der F i g. 3 läßt sich wie

■>o folgt ausdrücken:

L =

-T)⁺[^)' + 4*0 cosθ₀

(D

Spuren kontinuierlich abgespielten Videosignals abwechselnd um 0,5 H gegenüber der Phase des Horizontalsynchronsignals schwankt. Auf dem Bildschirm entsteht also eine Bilddarstellung im Zeiisprungverfahren.

Obgleich oben angegeben ist, den Ort der Aufzeichnung des Vertikalsynchronsignals in nebeneinanderliegenden Spuren um 0,5 H abwechselnd unterschiedlich zu machen, ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung bei einem Videorecorder anzuwenden, bei dem auch bei abwechselnder Aufzeichnung der ungeraden und geraden Halbbilder die Phasendifferenz der Horizontalsynchronsignale in nebeneinanderliegenden Spuren auftritt. Indem man für eine geeignete Phasenbeziehung zwischen dem Kopf 8 und dem Vertikalsynchronsignal sorgt, kann man in diesem Fall Hierbei ist 0 der Durchmesser eines Zylinders, an dem der Kopf 3 befestigt ist, vt die Laufgeschwindigkeit des Magnetbandes, F₁. die Halbbildfrequenz und Θ der Abtastwinkel des Kopfes 3 bei stehendem Band, wie beschrieben. Beim Bandformat der EIJA gelten 0 = ι !5,823 mm., vi— 190,5 mm/sec (im Fall der Normgeschwindigkeit), /, = 59,94 Hz und θο = 3°1Γ. Die Länge L der Videospur 4 ist erforderlich, um das Videosignal eines Halbbildes aufzuzeichnen, und enthält 262.5// Horizontalsynchronsignale. Setzt man Vt=Q, wird andererseits die Länge L' der Abtastspur des Kopfes 3 bei stehendem Band zu

L' =■

(2)

Da der Winkel Θο den geringen Wert von 3° 11' hat, b5 läßt die Länge /'sich aus den Gleichungen (1) und (2) wie folgt approximieren:

V=L-L'

Die Anzahl der Horizontalsynchronsignale in einer Videospur der Länge ist 262,5, wie oben ausgeführt. Folglich lassen die Länge Lh zum Aufzeichnen eines Horizontalsynchronsignals und die Anzahl Nh der Horizontalsynchronsignale in der Länge /', die nicht wiedergegeben wird, ausdrücken zu:

Nh = -

Lh= L/262,5 Nh=IYLh

Aus den Gleichungen (1), (2), (3), (4) und (5) läßt sich folgendes ableiten:

(6)

Indem man die Werte für 0, /V und θο des EIAJ-Bandformats einsetzt, läßt sich der Wert vt für π Λ/Λ = 0,5 zu vf = 22,5 mm/sec berechnen. Für den Normvideobandrecorder gilt der oben erwähnte Fall, wenn das Zeilensynchronsignal in der Länge /'den Wert 0,5 H hat, nur dann, wenn die Bandlaufgeschwindigkeit etwa 1/8,5 der normalen Bandgeschwindigkeit beträgt 2i> (190,5/22,5=1/8,5). Für andere Bandgeschwindigkeiten als 22,5 mm/sec weist das wiedergegebene Standbild also unvermeidliche Schrägverzerrungen auf. Um diese Schrägverzerrungen zu vermeiden, wird die Drehgeschwindigkeit des Kopfes bei der Ausbildung der 2^r> Videospur und bei mit einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit laufendem Band so geändert, daß in der Abtastlänge des Kopfes eine ganze Zahl Horizontalsynchronsignale enthalten ist, wenn das Band angehalten wird. Dies läßt sich wie folgt erreichen.

Die F i g. 4 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ändern der Drehgeschwindigkeit des Kopfes, wie oben beschrieben. Sie entspricht der Fig. 2. wobei die entsprechen^- Teile mit gleichen Bezugszeichen r> versehen sind. Während in Fig. 2 das Ausgangssignal des Impulsgenerators 31 auf das Tor 12 und auch auf die Verzögerungsschaltung 16 über den 1 : 2-Teiler 32 geht, legt man auch F i g. 4 das Ausgangssignal des Impulsgenerators 31 einfach an das Tor 12 und nicht an die v) Verzögerungsschaltung 16 und statt dessen das Ausgangssignai der Wählschaltung 30 auf einen Impulsgenerator 32'. In diesem Fall bestimmt die Verzögerungsschaltung 16 die Aufzeichnungsphase bei der Ausbildung der Videospur durch den Kopf 8 oder 8'. 45 um bei der Aufzeichnung das Vertikalsynchronsignal im Videosignal an die Kante des Magnetbandes zu bringen. Der Impulsgenerator 32' erzeugt einen Impuls zur Änderung der Drehgeschwindigkeit des Motors 20. der die Köpfe 8, 8' dreht. Der Pegel der Impulse aus dem 50 Impulsgenerator 32' wird durch die Pegelregler 33, 34 und 35 eingestellt, und nur ein bestimmter wird von der Wählschaltung 36 ausgewählt und auf die Moiortreiberschaltung 26 gegeben. Die Impulsbreite ist fast gleich der Dauer eines Halbbildes und der Motor 20 so gepolt. 35 daß er beim Anliegen eines Impulses aus dem Pegelregler 33, 34 oder 35 beschleunigt. Wenn der Impuls aus dem Pegelregler 33, 34 oder 35 über die Wählschaltung 36 auf die Motortreiberschaltung 26 gegeben wird, steigt die Winkelgeschwindigkeit des 60 Motors 20. Die Austauschfunktion der Wählschaltungen 30 und 36 ist konjunktiv und die Pegel der Pegelregler 33,34 und 35 sind so angeordnet, daß der Kopf die Spur abtastet, die mit einer bestimmten Bandgeschwindigkeit (}(_s) = .

mit ganzzahliger Anzahl von Horizontalsynchronimpulsen des wiedergegebenen Videosignals bei stehendem Band gebildet wurde. Wenn die Bandgeschwindigkeit r t_{\ _

1 /18,1 /36 und 1 /72 der Normalgeschwindigkeit ist, kann man durch Einsetzen von 10,58 mm/sec (= 190,5 χ 1/18), 5,29 mm/sec und 2,65 mm/sec für vt in Gleichung (6) einen Wert von Nh zu 0,25 H für 1/18 Normgeschwindigkeit, 0,13 H für 1/36 Normgeschwindigkeit und 0,07 H für 1/72 Normgeschwindigkeit erhalten. Die Schrägverzerrung des wiedergegebenen Bildes ist die Differenz dieser Werte zu 0,5 W, d.h. 0,25 H für 1/18 Normgeschwindigkeit, 0,37 H für 1/36 Normgeschwindigkeit und 0,43 H für 1/72 Normgeschwindigkeit, und die Pegelregler 33,34 und 35 sind also so eingestellt, daß sie entsprechend diesen Werten die Schrägverzerrung verhindern. Wenn man die Bandgeschwindigkeit zu 1/12, 1/24 und 1/48 der Normgeschwindigkeit wählt, wird der zu kompensierende Teil des Horizontalsynchronsignals 0,15 H, 0,30 H bzw. 0,4 H.

Da das Videosignal intermittierend aufgezeichnet wird, liegt zwischen den einzelnen Spuren eine Zeitspanne, in der die Gewinnfaktoren der Geschwindigkeitsdetektorschaltung 23, des Phasenkomparators 17, des Motortreibers 26 usw. entsprechend dem Fall der Fi g. 2 so eingestellt werden, daß sich für den Motor 20 die Sollgeschwindigkeit ergibt. Weiterhin ist oben ausgeführt, daß, wenn der Spurwinkel Θ bei laufendem Band sich gegenüber dem Abtastwinkel Θο bei stehendem Band entsprechend der Bandgeschwindigkeit ändert, sich auch die Länge des Bandes und damit der Spurwinkel entsprechend der Bandspannung leicht ändern. Wenn bei mit vorbestimmter Geschwindigkeit laufendem Band und Anhalten des Bandes eine Spannungsänderung im Band auftritt, erleidet das wiedergegebene Bild ebenfalls Schrägverzerrungen. Ist die Höhe dieser Änderung jedoch vorher bekannt, kann man die Pegelregler 33, 34 und 35 so einstellen, daß die Schrägverzerrungen minimal werden. Die Funktion zur Wiedergabe des so aufgezeichneten Videosignals ist ähnlich der Wiedergabe eines Standbildes mit einem herkömmlichen Videobandgerät.

Wenn weiterhin die Resonanzfrequenz der Phasenregelschleife einschließlich des Motors 20 niedrig ist, kann man die Phasenänderung zwischen dem Vertikalsynchronsignal des Videosignals und dem Kopf reduzieren. Die Phasenregelschleife besteht aus dem Gleichstrommotor 20, der Geschwindigkeitsdetektorschaltung 23, dem Addierer 24, dem Motortreiber 26 und dem Phasenkomparator 17 und hat die Eigenschaften eines Systems 2. Ordnung. Wie aus der Regeltechnik bekannt, lassen die Übertragungsfunktion G (s) eines Systems 2. Ordnung und die Sprungantwort f(t) sich mit den Gleichungen (7 und (8) wie folgt ausdrücken:

^(^ + Ιζω^ + ωΙ)

(7)

(8)

in denen <Γ der Dämpfungsfaktor und o>„ die ungedämpfte Eigenwinkelfrequenz ist. ImFall<?< 1 wird die Gleichung (8) zu

/(0=1-

0 = tan

(9)

Die Antwort auf einen Eingangssprung im Fall <?< 1 ist der Schwingungsfall. In diesem Fall erhält man die Zeit T_n, die sogenannte Antwort- oder Spitzenzeit, bei der die Antwort das Maximum über dem Endwert zeigt, durch Differenzieren der Gleichung (9) wie folgt:

(10)

Die Impulsbreite unter Beschleunigung durch den Impuls aus dem Impulsgenerator 32' entspricht etwa einem Halbbild, wie bereits ausgeführt, und diese Dauer (=16,6 msec) ist gegenüber der Ansprechzeit der Regelschleife einschließlich des Motors 20 kurz genug. Wenn der Dämpfungsfaktor der oben erwähnten Regelschleife 0,6 bis 0,7 beträgt, ist die Zeit f, nach der die Winkelgeschwindigkeit des von dem Impuls aus dem Impulsgenerator 32' beschleunigten Motors auf den Ausgangszustand zurückgekehrt ist, aus der Gleichung (10) etwa 4/ω₀ sec (ί=4/ωο), wobei die oben erwähnte Zeit der Impulsbreite vernachlässigt ist (ωο ist die Resonanzfrequenz der Phasenregelschleife).

Andererseits ist die Resonanzfrequenz der Phasenregelschleife einschließlich des Motors, der die Köpfe 8,8' dreht, in einem gewöhnlichen Videogerät auf 5 ... 8rad/sec eingestellt, da selbst dann, wenn der Phasenkomparator 17 ein Momentanwertspeicher ist, Anlegen die Abtastfrequenz nur 30 Hz, d. h. die Bildfrequenz, beträgt und es unter Berücksichtigung der Phasenverzögerung im Phasenkomparator 17 und der Welligkeit der Abtastperiode sehr schwierig ist, die Resonanzfrequenz höher als 5 ... 8 rad/sec zu machen. In einem Bereich, in dem die Dauer T, während der der Impuls vom Impulsgenerator 32' auf den Motortreiber 26 gegeben wird, d. h. die Dauer T für die Ausbildung der Videospur durch den Kopf 8 oder 8', kürzer ist als die oben genannte Einschwingzeit i, ändert sich die Drehphase der Köpfe 8,8' für das am Eingangsanschluß 9 liegende Videosignal und damit auch der Ort der Aufzeichnung des Vertikaisynchronsignais auf dem Band. Die Dauer Tist so gewählt, daß die Änderung des Aufzeichnungsorts des Vertikalsynchronsignals minimal wird.

Der Wert, um den die Drehphase der Köpfe 8,8' sich in dem Bereich ändert, in dem die Spurausbildungsdauer T kürzer als die Einschwingzeit t ist, läßt sich wie folgt ausdrucken. Wenn der vom Impulsgenerator 32' erzeugte Impuls eine Breite Pw und eine Amplitude V (Volt) hat und die zur Ausbildung der Videospur erforderliche Dauer T ist, wird eine Spannung E= (Pw/T) V (Volt) an die Motortreiberschaltung 26 gelegt und ändert die Drehphase der Köpfe 8, 8' sich entsprechend der Spannung £. Das Ausmaß der Änderung der Drehphase der Köpfe 8, 8' ist der Amplitude Vdes an die Motortreiberschaltung gelegten Impulses direkt und der Dauer der Bildung der Videospur umgekehrt proportional. Indem man nun die Zeit Γ so einstellt, daß die Amplitude V mit der Länge der Zeitdauer Tzunimmt, wird es möglich, die Änderung der Drehphase der Köpfe 8, 8' bei einer Änderung der Dauer Tzu reduzieren.

Dies läßt sich für die Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung quantitativ beschreiben, in der die Resonanzfrequenz der Phasenregelschleife

ίο ωο = 6 rad/sec und der Dämpfungsfaktor etwa 0,7 betragen und die Einschwingzeit t sich also zu etwa 0,67 see ergibt. Wird die Bandgeschwindigkeit beispielsweise zu 1/12, 1/24 und 1/48 der Normalgeschwindigkeit (19,05 cm/sec) eingestellt, beträgt die Dauer der Ausbildung der Videospur 0,2 bzw. 0,4 bzw. 0,8 see. Der impulsgenerator 32' erzeugt einen Impuls mit einer Impulsbreite von etwa 15 msec und die Amplitude des an die Motortreiberschaltung 26 anzulegenden Impulses wird von den Pegelreglern 33,34 und 35 auf etwa 1 bzw. 2 bzw. 2,7 V für 1/12, 1/24 und 1/48 der Bandnormalgeschwindigkeit eingestellt. In diesem Fall wird, wie oben beschrieben, in dem Bereich, wo die Dauer T der Ausbildung der Videospur kürzer als die Einschwingzeit t ist (etwa 0,67 see in dieser Ausführungsform), d. h. bei einer Bandgeschwindigkeit von 1/12 und 1/24 der Bandnormalgeschwindigkeit (19,05 cm/sec), die Drehphase der Köpfe 8, 8' sich ändern. Für diese Bandgeschwindigkeiten werden die erwähnten Spannungen £und £'zu

£=(15msec/200msec) χ IV = 0,075 V

und

£'=(15 msec/400 msec) χ 2 V = 0,075 V

Die Änderung der Drehphase des Kopfes ist also für 1/12 und 1/24 der Bandnormalgeschwindigkeit die gleiche.

Bei einer Bandgeschwindigkeit von 1/48 der Bandnormalgeschwindigkeit ist die Dauer T (0,8 see) langer als die Einschwingzeit t (0,67 see) und auch bei an der Motortreiberschaltung 26 anliegendem Impuls aus dem Impulsgenerator 32' bleibt die Drehphase der Köpfe 8, 8' die gleiche wie vor dem Anlagen des Impulses. Wenn das Trägheitsmoment des Motors 20 zu groß ist und der oben erwähnte Wert (6 rad/sec in dieser Ausführungsform) für die Resonanzfrequenz ωο der Phasenregelschleife nicht vorliegt, die Dauer T (0,8 see) selb'Jt bei einer Bandgeschwindigkeit von 1/48 der Normalgeschwindigkeit also kürzer als die Einschwingzeit f ist, ergibt sich entsprechend eine Spannung £"zu

£"= (15 msec/800 msec) χ 2,7 V = 0,05 V.

Auch in diesem Fall wird also die Differenz zwischen den oben genannten Spannungen E und £' für Bandgeschwindigkeiten von 1/12 und 1/24 der Normalgeschwindigkeit gering.

Ein entsprechender Effekt läßt sich auch für andere Fälle erzielen, in denen die Anzahl der Horizontalsynchronsignale nicht 262,5 H in einer Spur beträgt. Die Bandnormalgeschwindigkeit ist nicht auf 19,05 cm/sec beschränkt Man kann auch zum Beschleunigen des Motors 20 um einen gewünschten Wert anstelle der Impulspegelregler 33, 34 und 35 Impulsgeneratoren verwenden, die Pulse unterschiedlicher Impulsbreite erzeugen, und damit die Amplitude der an die Motortreiberschaltung gelegten Impulse konstant halten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe, bei der intermittierend nur jedes .•7-te Halbbild des Fernsehsignals mittels einer magnetischen Drehkopfanordnung in je einer Schrägspur auf ein Magnetband aufgezeichnet wird, das sich mit Mn der Bandnormgeschwindigkeit bewegt mit einer Synchrondreheinrichtung, die die Magnetköpfe mit konstanter Phasenbeziehung zum Vertikalsynchronsignal des Videosignals dreht, und mit einer Toreinrichtung, die der magnetischen Drehkopfanordnung nur jedes n-te Halbbildsignal zuführt, und bei der die aufgezeichneten Halbbilder einzeln als stehende Bilder bei ruhendem Band wiedergegeben werden, gekennzeichnet durch eine Geschwindigkeitssteuerung (32,33,34, 35, 36), die von der Toreinrichtung (27, 28, 29, 30) angetrieben die Synchrondreheinrichtung (14,15,17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26) zur Regelung der Geschwindigkeit der Drehköpfe (8, 8') derart steuert, daß die Winkelgeschwindigkeit der Drehköpfe (8, 8') im Aufzeichnungsbetrieb so verändert wird, daß bei Standbild-Wiedergabe die abgetastete Spur auf dem Magnetband ein ganzzeiliges Vielfaches von Horizontalintervallen des Fernsehsignals enthält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Toreinrichtung einen Impulsgenerator zur Erzeugung eines Impulses für ihren Betrieb derart aufweist, daß die Toreinrichtung alle n-Teilbilder ein Videosignal etwa einer Teilbildlänge durchschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsregelung einen Pegelregler (33, 34, 35) zum Regeln des Ausgangspegels des Impulsgenerators (32'), einen Motor (20) zum Drehen des magnetischen Drehkopfes (8, 8') und eine Motortreiberschaltung (26) aufweist, die den Motor (20) antreibt und an die der Pegelregler (33, 34, 35) angeschlossen ist, um die Winkelgeschwindigkeit des magnetischen Drehkopfes (8, 8') durch Anlegen des Ausgangsimpulses des Impulsgenerators (32') an die Motortreiberschaltung (26) zu verändern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pcgelreglcr (33, 34, 35) eine Einrichtung aufweist, die die Breite des Ausgangsimpulses des Impulsgenerators (32') in Übereinstimmung mit der Zunahme der Dauer des erzeugten Impulses vergrößert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegelregler (33, 34, 35) eine Einrichtung aufweist, die die Amplitude des Ausgangsimpulses des lmpulsgenerators (32') in Übereinstimmung mit der Zunahme der Dauer des erzeugten Impulses vergrößert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegelregler (33, 34, 35) eine Einrichtung aufweist, die einen Impuls einer Polung erzeugt, bei der die Winkelgeschwindigkeit steigt, wenn der Impuls an die Motortreiberschaltung (26) gelegt ist.