DE3010458C2 - Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für Videosignale mit Frequenzbandunterteilung - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß die Orthogonaltransformations-Schaltungen Tief- und Hochpaß-Filter (12,14) zur Trennung des Eingangssignales in eine erste Signalkomponente und eine zweite Signalkomponente, deren Frequenz höher als diejenige der ersten Signalkomponente ist einen ersten Umsetzer (16) zur orthogonalen Transformation des Ausgangssignales des Tiefpaß-Filters (12) in eine Mehrzahl von in ihrer Frequenz unterschiedlichen Signahtomponenten und einen zweiten Umsetzer (18) zur orthtgonale Transformation des Ausgangssignales des Hochpaß-Filters (14) in eine Mehrzahl von in ihrer Frequ itz unterschiedlichen Signalkomponenten aufweisen, wobei der dem niedrigsten Frequenzbereich zugeordnete Ausgangskanal des zweiten Umsetzers (18) einen dem Frequenzbereich der ersten Signalkomponente gleichen Frequenzbereich umfaßt, daß durch die Modulationsmittel (20) eine Frequenz-Modulation der Ausgangssignale des ersten Umsetzen (16) mit einem größeren Modulationsindex erfolgt als bei den Ausgangssignalen des zweiten Umsetzers (18). daß die inversen Orthogonaltransformationsschaltungen erste und zweite Umsetzer (28, 30) zur inversen orthogonalen Transformation aufweisen, denen die auf dem Aufzeichnungsträger aufgezeichneten Signalkomponenten nach vorheriger Demodulation zugeleitet werden, um die erste und zweite Signalkomponente zu erhalten, und daß ein Mischer (32) zum Mischen der ersten und zweiten Sig.ialkomponente zur Erzeugung des Eingangssignales vorgesehen ist.

2. Gerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahme- und Wiedergabekreis für den Kanal mit dem Minimum-Frequenz-Band des zweiten Umsetzers (18) fortgelassen ist.

3. Gerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Modulationsmittel (20) eine Frequenz-Modulation des Ausgangssignales des ersten Umsetzers (16) mit einem Trägersignal erfolgt, das eine Frequenz hat, die niedriger als diejenige des Ausgangssignales des zweiten Umsetzers (18) ist.

Die Erfindung betrifft ein Aufzeichnungs· und Wiedergabegerät für Videosignale mit Frequenzbandunterteilung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Zur Aufzeichnung eines Videosignales muß das Frequenzband des Aufnahmesystems breit genug gemacht werden, damit das gesamte Videosignal erfaßt werden kann. Um die relative Geschwindigkeit zwischen Magnetkopf und Magnetband eines Videobandgerätes zu erhöhen, können beide, das 3and und der Kopf, bewegt werden bzw. rotieren. Hierbei treten jedoch oftmals Schwierigkeiten auf. Wenn andererseits der Magnetkopf nicht rotiert, dann muß die Laufgeschwindigkeit des Bandes erheblich erhöht werden, was

'⁵ wiederum Probleme «aifwirft Außerdem ist damit ein höherer Bandverbrauch verbunden.

Die DE-OS 25 02 329 beschreibt bereits ein Verfahren, ein Videosignal in Schmalbandsignale für eine Mehrzahl von Kanälen aufzuteilen und die«e Schmal-

zo bandsignale durch eine entsprechende Anzahl von festen Köpfen aufzunehmen. Ein solches Aufteilungsverfahren ist als Hadamardtransformation bekannt Die Hadamardtransformation ist eine Art der orthogonalen Transformation, bei welcher ein Eingangssignal unter Verwendung einer Walsh-Funktion gemäß Hadamard transformiert wird. Wenn man annimmt, daß als Eingangssignal ein 2-MHz-HelIigkeitssignal verwendet wird und die Walsh-Funktion eine Funktion 8. Ordnung ist, dann wird das Helligkeitssignal nach der Hadamardtransformation in Schmalbandsignale für acht Kanäle von 250 KHz aufgeteilt Die Schmalbandsignale werden für die entsprechenden Kanäle frequenzmoduliert und zu den Magnetköpfen geleitet Ist die Trägerfrequenz der entsprechenden Modulatoren auf beispielsweise 700KHz eingestellt einem Wert der ausreichend über 250 KHz liegt dann wird, welbst wenn in diesem Fall ein größerer Frequenzhub vorgenommen wird, der Modulationsindex größer ausfallen, ohne daß ein Schwebungseffekt zwischen dem Helligkeitssignal vnd dem Trägersignal auftritt; damit wird eine Verbesserung des Signal/ Rausch-Verhältnisses (S/N-Verhal.nis) sowie eine höhere Qualität des aufgenommenen Helligkeitssignales erzielt In der Praxis jedoch kann die Frequenz des

*5 Trägersignals nicht genügend hoch sein im Hinblick auf das Verhältnis zwischen der Laufgeschwindigkeit des Magnetbandes und der Wellenlänge des Helligkeitssignals. Wenn der Modulationsindex und der Frequenzhub vergrößert wird, um das S/N-Verhältnis zu

SO verbessern, und dies bei einer nicht ausreichend hohen Trägerfrequenz, dann tritt zwischen dem Helligkeitssignal und dem Trägersignal eine Schwebungserschei nung auf. womit das S/N-Verhältnis verschlechtert wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät der eingangs beschriebenen Art, mit welchem ein Breitbandsignal in Schmalbandsignale für eine Mehrzahl von Kanälen aufgeteilt werden kann, so zu verbessern, daß ein Eingabesignal mit einem besseren S/N-Verhältnis aufgezeichnet und wiedergegeben werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich demnach von der vorbekannten Einrichtung dadurch, daß zwei Orthogonaltransformations-Schaltungen vorgesehen sind. In diesem Fall wird das Eingangssignal durch die erste Orthogonaltransformations-Schaltung frequenzmäßig geteilt, um eine

Kanalunterscheidung zu ermöglichen und der Kanal mit dem niedrigsten Frequenzband kann weiterhin in zwei Bänder durch die zweite Orthogonaltransformations-Schaltung unterteilt werden. Selbst dann, wenn das Trägersignal nicht hoch genug ist, tritt kein Schwebungseffekt auf. Da die Energie des Signals normalerweise im unteren Frequenzband angesammelt ist wird das S/N-Verhältnis als Ganzes verbessert, wenn das S/N-Verhältnis des unteren Frequenzbandes verbessert wird. Es genügt deshalb, wenn lediglich das S/N-Verhältnis des untersten Frequenzbandes verbessert wird

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Schaltplanes eines Aufzeichnungs- und Wiedergabegerätes mit Frequenzbandunterteilung näher beschrieben und erläutert

An einer Eingangsklemme 10, in die ein von der Bildaufnahme-Kamera oder einem Fernsehempfänger kommendes Videosignal eingespeist wird, ist ein Tiefpaß-Filter 12 und ein Hochpaß-Filter 14 angeschlossen. Das Videosignal hat eine Frequenz von 2 MHz und die Tief- und H och paß-Filter einen Durchlässi&keitsbereich von weniger bzw. mehr als 250 KHz. Der Ausgang des Tiefpaß-Filters 12 ist an einem Hadamard-Transformator 16 zweiter Ordnung und der Ausgang des Hochpaß-Filters 14 an einem Hadamard-Transformator 18 achter Ordnung angeschlossen. Die zwei Ausgangssignale des Hadamard-Transformators 16 sind über Frequenzmodulatoren 20-1 und 20-2 und die acht Ausgangssignale des Hadamard-Transformators 18 sind fiber Frequenzmodulatoren 20-3, 20-4 ... und 20-10 zu einem Aufnahme/Wiedergabekreis 22 geleitet

Der Aufnahme/Wiedergabe-Kreis 22 enthält zehn den Kanälen zugeordnete Magnetköpfe, die feststehend sind. Die von den entsprechenden Magnetköpfen aufgenommenen Signale werden entsprechend über Verstärker 24-1,24-2 ... und 24-10 in Frequenz-Demodulatoren 26-1, 26-2 ... und 26-10 eingespeist Die Ausgangs-Signale der Frequenz- Demodulatoren 26-1 und 26-2 sind zu einem Hadamard-Umkehr-Transformator 28 der zweiten Ordnung und die Ausgangs-Signale der Frequenz-Demodulatoren 26-3,26-4... >wd 26-10 zu einem Hadamard-Umkehr-Transformator 30 der achten Ordnung geleitet Der Ausgang des Hadamard-Transformators 28 ist an einen Eingang eines Mischers 32 und der Ausgang des Hadamard-Lmkehr-Transformators 30 ist an den anderen Eingang des Mischers 32 angeschlossen. Der Ausgang des Mischers 32 führt zu einer Ausgangsklemme 34. so

Das Gerät arbeitet folgddermaßen:

Ein Signal von 250 KHz wird in den Hadamard-Transformatjr 16 eingespeist der Kanal-Signale von 0-125 KHz und 125-250 KHz erzeugt Damit sind die Frequenz-Bandbreiten von 125 KHz vorgegeben. Selbst wenn bei einem größeren Frequenzhub das Trägersignal nicht hoch genug ist, können die Frequenz-Modulatoren 20-1 und 20-2 einen größeren Modulations-Index haben, ohne daß eine Schwebung zwischen den Video- und den Träger-Signalen zustande kommt, was zu einer Verbesserung des S/N-Verhältnisses führt Ein Signal von 2 MHz wird in den Hadamard-Transformator 18 eingespeist der acht 250 KHz-Signale erzeugt Da jedoch das 0 bis 250 KHz-Signal durch den Hochpaß-Filter 14 abgeschnitten wird, erscheint am ersten Ausgangs-Kanal des Hadamard-Transformators kein Signal Die 250-500KHz,... und 1750Khz-2MHz-Signale erscheinen am zweiten, ... und achten Ausgangs-Kanal entsprechend. Da die Signale mit der Bandbreite von 250 KHz zu den Modulatoren 20-4 ... und 20-10 geleitet werden, tritt eine Schwebung zwischen dem Video-Signal und dem Träger-Signal auf, falls ein größerer Frequenzhub benutzt wird, um das S/N-Verhältnis zu verbessern. Aus diesem Grund kann kein größerer Frequenzhub benutzt werden, ohne daß eine Verbesserung des S/N-Verhältaisses verhindert wird. Bei einer orthogonalen Transformalion jedoch, wie sie die Hadamardtransformation darstellt werden die Energien der Signale nach der T- rreformation auf Niederfrequenz-Kanäle konzentriert Wenn daher das S/N-Verhältnis der Hochfrequenz-Kanäle der Video-Signale verschlechtert wird, erleidet das S/N-Verhältnis des Signals keinen wesentlichen Einfluß. Das r.eißt wenn da*· S/N-Verhältnis nur von den Niederfrequenz-Kanälen des Video-Signals verbessert wird, wie es bei diesem Ausführungsbeispiel der Fall ist trägt dies zum Gesamt-Video-Signal bei, so daß das S/N-Verhältnis des Video-Signals als Ganzes verbessen fird. Auf diese Weise wird das Video-Signal in eine Mehrzahl von KanaJ-Signalen aufgeteilt die über den Magnetkopf auf ein Magnetband für den entsprechenden Kanal aufgenommen werden.

Bei der Wiedergabe werden die Signale durch die Magnetköpfe für den entsprechenden Kanal im umgekehrten Sinn wie bei der Aufnahme erfaßt wobei die Signale von 0-125KHz und 125-250KHz über die Frequenz-Modulatoren 26-1 und 26-2 zu dem Hadamard-Umkehr-Transformator 28 geleitet werden und am Ausgang des Tiefpaß-Filters wiedergegeben wen';n. Entsprechend werden die Signale von 250-500KHz, ... und 1750 KHz-2MHz über die Frequenz-Modulatoren 26-4. ... und 26-10 zu dem Hadamard-Umkehr-Transformator 30 geleitet und am Ausgang des Hochpaß-Filters 14 wiedei gegeben. Die Ausgänge der Hadamard-Umkehr-Transformatoren 28 und 30 werden gemischt und ein Eingangs-Video-Signal wird an der Ausgangsklemme 34 wiedergegeben. Obgleich Modulator 20-3, Verstärker 24-3 und Demodulator 26-3 für den ersten Kanal (0-250 KHz), die den Hadamard-transformierten Frequenzkomponenten des höheren Video-Signals (250 KHz-2 MHz) zugeordnet sind, in der Zeichnung gezeigt sind, können diese auch fortgelassen werden. Eine andere geeignete orthogonale Transformation, wie z. B. eine Haar-Trair.formation, kann dann anstelle einer Hadamardtransformation verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Aufzeichnung:;- und Wiedergabegerät RJr Videosignale mit Frequenzbandunterteilung, enthaltend:

— Orthogonaltransforroatjons-Schaltungen zur Transformation eines Eingangssignales in eine Mehrzahl von Signalkomponenten, die sich in ihren Frequenzbereichen unterscheiden;

— Mittel zur Frequenz-Modulation der Ausgangssignale der Orthogonaltransfonnations-Schaltongen für jeden der Frequenzbereiche und zur Aufzeichnung der modulierten Signalkomponenten auf einem Aufzeichnungsträger;

— Mitte! zur Frequenz-Demodulation der modulierten Signale und

— inverse Orthogonaltransformations-Scbaltungen zur Transformation der demodulierten Signs "komponenten in das ursprüngliche Eingangssignal,